close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2157

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На правах рукописи
АЛЕХИН Виктор Григорьевич
ПОЧВОУТОМЛЕНИЕ СЕРОЗЕМОВ
ЧУЙСКОЙ ДОЛИНЫ В АГРОЦЕНОЗЕ
И ПУТИ ВОСПРОИЗВОДСТВА
ИХ ПЛОДОРОДИЯ
Специальность: 03.00.27 — почвоведение,
03.00.07 — микробиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
МОСКВА 1996
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Работа выполнена в Научно-исследовательском ' секторе
Сургутского государственного университета и в отделе агропочвоведения и почвенной микробиологии Киргизского научно-исследовательского института земледелия.
Научный консультант: академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор В. И. Кирюшин.
Официальные оппоненты: академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. П. Панов, доктор биологических наук, профессор М. М. Умаров, доктор биологических наук, профессор Д. И. Никитин.
Ведущее учреждение — Всероссийский институт, сельскохозяйственной микробиологии.
Защита состоится
. *£.« ШОН^^
1996 года
в . i t / . . часов на заседании диссертационного совета
Д.120.35.02 при Московской сельскохозяйственной академии
им. К. А. Тимирязева.
Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская улица, 49.
Ученый совет ТСХА.
С диссертацией можно ознакомиться в Ц Н Б ТСХА.
Автореферат разослан 10 *MQn . . . .
199G г.
Ученый секретарь
диссертационного совета —
кандидат сельскохозяйственных Jj)
наук
/if
.
-•г»
Наумова Л. М.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
:'.••;,;•••
• ;• ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .V,- ... ..
;
• Актуальность проблемы.На пути создания устойчивых агроценозов
"стоит проблема почвоутомления,обусловленная нарушением баланса агрономически важных групп почвенного микронаселения и развитием связанных с
этим процессов;определяющих снижение эффективного • и потенциального
плодородия почвы (Гродзинский,1979).В связи с.этим является актуальным
изучение процессов .формирования численности и активности основных аг. рономически важных групп почвенной микрофлоры,родового и видового сое- ..
тава слагающих их микроорганизмов и осуществляемых ими процессов при
бессменном возделывании растений в полевой культуре.Особенно важно ..
изучение Формирования микробоценозов. под растениями,резко снижающими
свою продуктивность в бессменных посевах (люцерна,сахарная. свекла) и
растений,способных;к длительному культивированию без плодосмена (кукуруза, озимая пшеница).. ,.
. .'.-.;„
..
•
'.При плодосмене значительную: актуальность приобретает проблема '
взаимоотношений между чередующимися растениями,имеющими различия в химическом составе корневых выделений,корневого и пожнивного опада и,в
силу-этого,формирующими в ризосфере и окружающей почве различные сообщества почвенных микроорганизмов.В расшифровке этих сложных взаимоотношений,на наш взгляд,заключена проблема предшественников и в- значительной степени понимание; механизмов самоочищения почв от фитопатогенов.фитотоксинов и воспроизводства эффективного плодородия почв в севообороте. ...
.. " .••-•,.:..,'•-,: ; ~ - у-.-.'.• • • - • • ' > ;
: -В работе обобщены материалы исследований,выполненных.лично автором
и под его научным руководством по проблемам 03.03;6.51.01;0.СХ.28.ГКНТ
СССР.Экспериментальная часть работы проведена с 1964 по 1985 гг.
Дели и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение
почвенно-биологических механизмов изменения эффективного и потенциального плодородия почв в агроценозах-растений,отрицательно реагирующих
на повторное возделывание и растений,способных к длительному бессмен- "
ному культивированию,а также при их чередовании в системах плодосмена; влияние на эти процессы различных видов удобрений,приемов основной
обработки почв и фитомассы растений различного химического состава. '
.Практическая цель работы - разработка специализированных севооборотов с короткой ротацией и мероприятий по повышению плодородия орешз-
ЦЕНТРАЛЬНАЯ
НАУЧН'П Б Л И О Т
Инв. № Ь о Ы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
емых сероземов Киргизии,утомленных длительной свеклокультурой.
Для достижения этих целей решались следующие задачи:
1.Изучение влияния длительных монокультур растений с различным
соотношением C:N в фитомассе на формирование сообщества почвенного
микронаселения.Влияние этого сообщества на азотный фонд почвы и некоторые ее биохимические показатели.
2.Изучение закономерностей формирования численности и активности
жизнедеятельности агрономически важных групп почвенного микронаселения
и влияние их на показатели биохимической активности и азотного фонда
почв в различных схемах севооборотов.
3.Исследование влияния различных видов,доз и соотношений удобрений на закономерности формирования микробоценозов под различными растениями в монокультурах,севооборотах и при внесении в почву фитомассы
растений с различным соотношением C:N.
4.Изучение влияния различных способов и систем основной обработки
почвы на закономерности функционирования агрономически важных групп
почвенного микронаселения,биохимическую активность и азотный Фонд почв.
S.Сравнительное исследование процессов воспроизводства эффективного и потенциального плодородия почв,утраченного под влиянием длительных монокультур кукурувы,озимой пшеницы и сахарной свеклы.
Основные положения.выносимые на защиту.
1.Установлено,что неоднозначная реакция на почвоутомление растении в полевой культуре на орошаемых сероземах связана с формированием
в их ризосфере и окружающей почве специфических сообществ почвенных
микроорганизмов в результате использования в качестве постоянного питательного субстрата прижизненных корневых выделений,корневого опала и
послеуборочных остатков фитомассы этих культур,имеющих различное соотношение C:N.
2.Установлено,что важнейший принцип плодосмена - чередование растений, реэко различающихся по отношению C:N в фитомассе.свяган с оптимизацией численности микроорганизмов.осуществляющих трансформацию органического вещества и азотного фонда почвы при периодическом поступлении в почву метаболитов и растительных остатков растений различного
химического состава. Оптимизация численности микроорганизмов в системе
плодосмена достигается за счет регулярного увеличения их количества
при запашке в почву и трансформации фитомассы растении с узким соотношением C:N и снижения численности,при запашке и трансформации фитомас-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
* сы с широким соотношением C:N.
.
• 3.Установлено,что в оптимизированной схеме севооборота поддержание гумусового режима сероземов на бездефицитном уровне происходит в
результате закрепления под люцерной,озимой пшеницей и ячменем избытка
минерального азота,внесенного с .удобрениями и образовавшегося в результате минерализации органического азота почвы под сахарной свеклой
и кукурузой. • ., . ' . • .
•; 4.Различия в противодействии минеральных удобрений процессам почвоутомления определяются особенностями: их. влияния на . микробоценоз,сформированный под той или иной культурой.Под бессменными культурами сахарной свеклы и люцерны, минеральные удобрения не предотвращали
развитие- почвоутомления, т.к.способствовали активизации доминирующих
групп микроорганизмов,формирующихся под влиянием растения.Это снижало
конкуренцию между сапрофитной . микрофлорой и "фитопатогенами,что способствовало развитию корневых гнилей. Под бессменными культурами кукурузы и озимой пшеницы минеральные удобрения усиливали развитие микроорганизмов минерализаторов и- азотфиксаторов,активность которых под
действием культуры была подавлена.В результате нивелировалось отрицательное влияние этих культур на процессы минерализации-синтеза азотис- тых соединений в почве и увеличивалась численность микробов-антагонистов к фитопатогенным микроорганизмам.'
.
"•
•
В севообороте в силу регулирующего воздействия на почвенный микробоценоз чередования растений различного химического состава под
действием удобрений усиливается общая биогенность почвы без нарушения
оптимального соотношения между.агрономически важными группами почвенной микрофлоры. ' /' -' • " .". '
5. Разработаны приемы оптимизации микробоценоза,гумусового и азотного . режима . свеклоутомленных• почв путем возделывания на этих почвах
растений с широким соотношением C:N в фитомассе,пожнивных и' сидеральных . культур,внесения соломы таких культур в сочетании с минеральными
1
удобрениями.. ' .'• ;'''•'i '._'.:'"-".. ] " * : • ' . " ' ,
' '
..'•' ' Научная новизна.
' " '••
' - .
1
•". - Предложено обоснование плодосмена с позиций оптимизации микробоценозов при чередующемся поступлении в"почву растительных остатков с
различным соотношением/С:N,в результате чего исключается односторонняя
направленность деятельности сообщества почвенных микроорганизмов,улучшаютса условия гумусообразования.фитосанитарные свойства почвы.
''-" Показано', что при\ йдагельных монокультурах формируются специфи--
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ческие сообщества олиготрофной микрофаорк.Под бессменной сахарной
свеклой увеличивалась численность Микроорганизмов осуществляющих минерализацконные и иммобилизационные процессы.Наибольших значений она
достигала в период максимального угнетения растений. К этому периоду
:(10-й год монокультуры) содержание гумуса в удобренных вариантах, резко снижавшееся с 1' по 6-й.год монокультуры,восстанавливалось до первоначального уровня,за счет ассимиляции углерода Сахаров корнеплодов, разрушаемых фитопатогенами й иммобилизации азота внесенных, удобрений. ' •
•
•'
.
.:
:
- В бессменных посева* кукурузы уровень численности агрономически
важных групп • почвенной микрофлоры изменялся незначительно.Не было отмечено доминирования какой-либо группы над остальными.Этим,видимо,объясняется ее способность выдерживать длительную монокультуру."
- Под озимой пшеницей по мере увеличения срока бессменного возделывания, снижалась активность микроорганизмов,осуществляющих процессы минерализации. С годами увеличивалась численность азотфиксирующих микроорганизмов. Удобрения, как под кукурузой,так и под озимой пшеницей положительно влияли на-эффективное плодородие,содержание гумуса и азотный
фонд почвы.
•
- Разработаны, приемы воспроизводства плодородия почв,утраченного в
результате_почвоутомления под монокультурами сахарной' свеклы,кукурузы
и озимой пшеницы.
•
• .
. .•
•
• ..
- Впервые показано,что различия в эффективности действий . tbfo ИЛИ
иного агроприема на режим азота .содержание гумуса й продуктивность
растений тесно взаимосвязаны с направленность*) влияния Почвенного мик*роОоценоза.формируемого под этим растением"Г'£сли агроприем активизирует деятельность агрономически важных групп почвенной микрофлоры,развитие которых сдерживалось при повторном возделывании культуры,то его
• воздействие устраняет.отрицательное'/влияние . монокультуры. Если под'
влиянием агроприема усиливаются негативные•тенденции в развитии микробного ценоза,формируемого растением,то эффекта нет или же он отрицателен.
.•
; •_ . • •
•'.-.''
.• .•••••;. ..• ...
Апробация. Основные положения диссертации излагались в докладах и сообщениях на Всесоюзном съезде почвоведов (Ташкент, 1985 г . ) .
Всесоюзных и региональных совещаниях участников географической сети
опытов с удобрениями (Фрунзе, 1973 г., Киев, 1977 г.,'•Белгород, 1980
г.). Всесоюзной конференции: Микробиологические процессы трансформации
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
органического вещества и гумуса в условиях интенсивного, земледелия
(Владимир; 1985 г.)., Методической комиссии ВНИИ с/х микробиологии
(Ленинград. 1982 г.), Республиканских семинарах, совещаниях, конференциях, посвященных проблемам воспроизводства плодородия орошаемых сероземов (Фрунзе, 1968, 1970. 1975, 1978. 1982 г.г.).
"
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 32 статьи в
•сборниках научных работ, во Всесоюзных и Республиканских периодических
и з д а н и я х . • •'.-'•.
,
-
'
• •• ;
•• ' . Внедрение. Научные выводы диссертации послужили теоретической
основой рекомендательных изданий:
..•'.'
. • . - Основная обработка почвы-в зерно-пропашном звене севооборота, Фрунзе, 1983 г.; Рекомендации по совершенствованию севооборотов в
Киргизии, Фрунзе,- 1984 г.; Рекомендации по повышению плодородия почв
Киргизии,. Фрунзе^ 1984 г.
•...-• : • [
'
Объем работы. Содержание работы изложено на 372 стр. машино-,
писного текста,; включая 117 таблиц;. 54'рисунка,39-таблиц приложения.
Список литературы насчитывает 244 наименования на русском и 39 на
иностранном языках; . . ' ., •
•'
• '•..'".'" .
-. '
".
• • ПРОГРАММА, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ .
' ...- ' •• "•
ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ
' '- ' .
В основу работы положены экспериментальные материалы почвенно-микробиологических .исследований автора в стационарных полевых и
микрополевых опытах опытной сети Киргизского НИИ - земледелия.В' работе
использован данные Корневой Н.Г.(1976,1988); Черновой Г.Д.(1985,1988);
Пироговой Н.Н. (1983,1988); Ореховской Е.П. (1967); Мартыновой
Л.И.(1985);Качибекова У.Б.(1983);Доценко А.С.(1980.1984);Альховской
Т.Ф.(1977); Кузнецовой Л.А.(1970);Кузнецова
И.В.(1985),Токобаева
М.М..матяшова В.Д.(1980);Всем выше перечисленным научным работникам,а
также младшему научно-техническому персоналу автор выражает глубокую
признательность•за долголетнее сотрудничество.
Исследования охватывали период с 1964 по 1S85 год и включают в
себя 16 завершенных НИР по различным аспектам проблемы, в которых автор' был ответственным исполнителем и научным руководителем.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В работе изучалось влияние длительных монокультур сахарной свек- •
лы,озимой пшеницы,кукурузы и люцерны,различных схем севооборотов,органических и минеральных удобрений и приемов основной обработки почвы на
численность и активность жизнедеятельности . олиготрофной микрофлоры
осуществляющей процессы трансформации азотного фонда почвы,азотфикси• рующих и целлюлозоразрушаших микроорганизмов,биохимической активности
и изменение почвенно-агрохимических показателей.
С целью изучения роли фитомассы. различных растений в микробиологических' процессах почвоутомления,трансформации гумусового и азотного
фонда почвы,биохимической активности почв и продуктивности сахарной
свеклы.в течение 3-х лет проводился микрополевой опыт с внесением'в
пахотный горизонт фитомассы растений,возделываемых в регионе'.Размер
микроделянки 70x100 см. Ежегодно почва микроделянки на глубину 30 см
вручную извлекалась и тщательно перемешивалась с измельченным расти- .
тельным материалом изучаемых культур и минеральными удобрениями. Для
изоляции от остальной почвы края деляночной ямы.армировались полиэтиленовой пленкой и подготовленная почва укладывалась обратно.Проведено
2 серии опытов на почве,где предшественниками были ' длительные монокультуры сахарной свеклы и озимой пшеницы, в течение 3 лет не получавшие удобрений,и 2 серии - со тем же предшественникам, но ежегодно
удобрявшимся ьагаеральными удобрениями и получившими за 9 лет монокуль- '
туры сахарной свеклы N810P540K270.озимой пшеницы - Ns4oP54oK27oВ диссертации приведены подробные схемы и почвенно-агрохимическая характеристика всех длительных стационарных опытов, в которых
проводились исследования.
..
•' •
..
Важной методической особенностью работы, отличающей ее от других подобных работ,было использование идеи Аристовской Т.В.. (1965) о
введении в лабораторную практику разбавленных-питательных сред как одного из путей приближения к природным условиям существования почвенной
микрофлоры. Экспериментальные материалы по параллельным посевам. почвенной болтушки на богатые. и бедные среды (Алехин, 1983) показали
принципиальное различие в динамике численности микроорганизмов," усваивающих органические и минеральные формы азота в зависимости от агротехнических условий возделывания сельскохозяйственных растений. Так.
например, известный вывод, полученный при посевах на богатые среды о
том, что по мере увеличения срока бессменного возделывания сахарной
свеклы численность основных агрономически важных.групп микроорганизмов
снижается (Геллер. Добротворская. 1968. Геллер. 1963, Халцтова. 1974V •
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Калмыкова и др., 1936), на бедных средах не подучил подтверждения.Наоборот , отмечалось прогрессирующее с годами увеличение их численности.
Параллельные посевы на те же самые,но богатые среды подтверждали дан:
ные вышеуказанных авторов.
•
.• , , • • .
Изучая микроорганизмы,выделяемые на бедных средах,мы впервые установили вакные закономерности,играющие заметную роль в почве.Была установлена тесная коррелятивная зависимость между увеличением • численности олиготрофов и'снижением урожайности корнеплодов сахарной свеклы
в длительной монокультуре (г - 0,92 ± 0,16 ; 0,87 ± 0,20). Решающим
• аргументом в пользу изучения олиготрофной микрофлоры послужило также
то, что в силу агроклиматических и почвенных особенностей региона,
процессы деструкции свежих растительных остатков и других:органических
и минеральных соединений зимогенной микрофлорой осуществляются в осенне-зимне-ранневесенний периоды. Во время роста "и развития растений,хотя практически все источники питания для вимогенной микрофлоры ислоль' зованы, • идут процессы последующей деструкции продуктов ее жизнедеятельности, находящиеся в почве в рассеянном состоянии. •
• • в это время решающее значение имеет ,по определению Заварзина/1970,1976/,' "микрофлора рассеяния" или олиготрофная микрофлора, под
которой Мишустин /1975/ подразумевает функциональную группу микроорганизмов, имеющих, систему активного транспорта мономерных соединений
внутрь клетки при их низкой концентрации в окружающей среде.Летальное
'изучение морфологии и циклов развития этой группы микроорганизмов было
проведено Никитиным (1985).Он также показал,что по мере продвижения на
юг активность жизнедеятельности этой группы микроорганизмов увеличивается. .-.••.
.
"
- . . .•_•'. :••'/.'
• В'современных представлениях Q функционировании саморегулирующейся микробной системы почвы олиготрофные микроорганизмы характеризуются
как наиболее стабильная,устойчиво и длительно находящаяся в активном
состоянии функциональная группа микроорганизмов,осуществляющая основную часть
работы
в
процессах
минерализации-синтеза (Гузев,1987.1988.Кожевин.1989).
,
....
Таким.образом,в период планирования и организации данного исследования (1964-1965 т.г.) мы на основании анализа литературных источников и собственных экспериментальных материалов теоретически предсказали перспективность олиготрофов, как наиболее агрономически важной функциональной системы почвенных микроорганизмов.В результате к моменту
расшифровки ее-свойств и значения в функционировании микробного сооб-i
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
щества другими исследователями мы получили материал,характеризующий
роль этой группы микроорганизмов в процессах воспроизводства-расходо' вания плодородия почв под влиянием агротехнических систем и приемов. •
• Одновременно изучалась ежегодная сезонная динамика азотфиксирующих (азотобактер на почвенных пластинках по Виноградскому,микроорганизмов учитываемых на' Сезазотистой среде Эвби)-,целлюлозоразрушагащих
микроорганизмов на ср.Гетчинсона.видовой состав аммонифицирующих бацилл на МПА+СА,микромиц?тов на подкисленном СА.актиномщетов на КАА.
Поскольку в работе в основном изучалась микрофлора.определяющая
трансформацию азотного фонда-почвы,to для характеристики промежуточных
и конечных стадий процессов определялась ежегодная сезонная динамика
подвижных форм азота (МОг.Мф.легкомияерализуемый азот" (по Ваксману),валовый азот по Къельдалю,гумус по Тюрину,фракционный состав гумуса по Пономаревой-Плотниковой. ':..•'
•
\
Для характеристики изменений.происходящих в . почвенно-биологической системе,особенно в функциональной группе гидролиткков.которая в
основном определяет ферментативный пул почвы . (Заварэин,1976,Гуаев,1987,1988),изучалась ежегодная сезонная динамика амилазной.уреазной,протеазной,каталазной,фосфатазной (по Галстяну,1974),целлюдазной
(по Кислициной,1971),инвертазной (по Щербаковой) активности почвы.Кроме того,изучалась токсичность почвы,количество фитотоксичных микроорганизмов, а также фитотокстность штаммов микроорганизмов,выделенных из
почвы и ризосферы растений.В качество биотестов - использовались проростки кукурузы,сахарной свеклы и культура хлореллы.
Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась по
Доспехову (1968) и Лакину (1980). ' у--• ^ • . .
Чуйская долина в морфо-генетическом отношении представляет собой мелгорную впадину, расположенную между Киргизским хребтом на юге и
западной оконечностью Заилийского АлагТау с Чу-Илийскими горами на севере с географическими координатами 42°40' .-.:43°15'с.ш. и 73 О 15* 75°45'в.д. Коренные породы, слагающие хребты' окружающие долину,представлены различными гранитами с большим содержанием плагиоклазов, микроперитов. ортоклазов и микроклинов. Местами встречаются порфиры и
порфириты. Коренные породы прикрыты четвертичными отложенями/ в состав
которых входят щебнистый элювий, галечниковый и хрящевато-суглинистый
пролювий, лессы и аллювиальные наносы.
. •• .
...
Северные обыкновенные сероземы расположены в средних и нижних
частях предгорного шлейфа с высотами от 600-650 до 1000-1100 м.. Мате-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
. ринскими породами являются палево-бурые, хрящеватые и крупнопесчанные
суглинки и глины, которые на глубине 20 м переходят в каменисто-галечниковые отложения. В отличие от обыкновенных сероземов,северные обыкновенные сероземы имеют укороченный профиль, отсутствует хорошо выраженный "дырчатый" горизонт и слабая карбонатность поверхностного горизонта. Количество гумуса верхних горизонтов колеблется в пределах 1,5
•- 2,5 X, . общего азота 0,1 - 0.18%. Количество СОг-До 6Х.. Содержание
воднорастворимых солей до глубины.150 см не.превышает 0,1 X. что характеризует эти почвы как незасоленые. ;
'
По механическому составу почвы опытных - участков относятся к
среднесуглинистым, переходящим в подпахотном горизонте в хрящевато тяжелосуглинистые и ГЛИНИСТЫЙ.' Объемная масса колеблется в пределах
1,40 - 1,55 г/см3. Заметно выражено уплотнение подпахотного горизонта.
Гумус 1,6-1,87 Z,содержание общего азота 0,097 -0,1022, валового
фосфора 0.151 - 0.173Х, валового калия 2,7 •• 3.0Z, рН- 7,5 - 8,4. Содержание подвижного фосфора 7 - 15».калия - 200- 350 мг/кг почвы.'~
. .. Район проведения . .исследований характеризуется, континентальным
климатом.Самая высокая•средняя месячная температура в Чуйской долине в
июле - 23-24°С,а самая низкая среднемесячная в январе -б,^^.Продолжительность безморозного периода 166-185 дней.Абсолютный максимум температуры воздуха-от 30 до 40°С,минимум - -35°С.Среднегодовая температура воздуха +10,3°С.За год выпадает в среднем около 388 мм осадков в'
основном в . осенне-зимне-весенний период.Лето сухое и жаркое.Относительная влажность воздуха летом понижается; до 10-122.Среднегодовая
сумма эффективных температур изменяется от 3300-4000°С.'
. . ' • В диссертации, дана характеристика погодных условий 22-х летнего
периода исследований,которые отличались довольно значительным разнообразием, особенно в осенний и весенний периоды.
•
••..•;•''
'
- ОСНОВНОЕ. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
'. ,' Процессы.определяющие почвоутомление'почв в монокультурах.
Единственным эффективным средством борьбы с почвоутомлением является севооборот.Для того,чтобы понять какими путями плодосмен устраняет отрицательные последствия почвоутомления,необходимо установить, что происходит с почвой и.ее биотой в процессе "утомления" той
или иной сельскохозяйственной культурой.Эта задача решалась в длитель- .
ных. монокультурах сахарной . свеклы,люцерны,кукурузы,озимой пшеницы в
сравнении с севооборотом. ' • .
...
•
••-•','
-''л':.-'-
•• • • • ' • •
-
V
-
-
9
-
г
-
•••••"'"'.••
'
.
•
•
-
.
.
'
.
'
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В исследованиях установлено,что наряду с изменением ежегодной динамики продуктивности растений изменялась и ежегодная сезонная дивами• ка численности агрономически ватных групп почвенной микрофлоры;Показано, что эти изменения имели специфичный характер для каждой изучаемой
сельскохозяйственной культуры.Так,сахарная свекла при возделывании без
удобрений в течение 10 лет бессменно,снизила урожай корней с 578 ц/га
до 93 ц/га.Сахаристость упала с 18.2Х до 12.5Х.
Одной из причин.снижения ее продуктивности нередко являются кор- .
невые гнили.Однако,исследование динамики их развития по годам показало, что в течение практически- всего срока бессменной культуры сохранялся невысокий процент поражения ими корнеплодов.На 4-й год количество
пораженных корнеплодов по вариантам опыта 'колебалось . в пределах
1,7-8.7Х,на 8-й год от 3,2 до 11.IX, на 9тй от 6,5 до 19,бХ.На 10-й
год отмечена резкая вспышка инфекции,поразившая все корнеплоды.Таким
образом,корневые гнили, начинают играть существенную роль в снижении
продуктивности сахарной свеклы на заключительном этапе монокультуры и
приводят . практически к полной утраге эффективного плодородия почвы.Вместе с тем в динамике урожайности наблюдается период,когда про- '
дуктиЕность снижается в довольно существенных размерах без заметного
участия корневых гнилей.В наших опытах он был отмечен на 7-8 год монокультуры.
Материалы- по изменению биологической активности почвы и продуктивности сахарной свеклы в монокультуре покззали.что активному размножению в почве фитопатогенных микроорганизмов,поражающих корнеплоды сахарной свеклы,предшествует достаточно длительный промежуток времени,в
течение которого в почвенном микробоценозе""происходят изменения,благоприятствующие активизации их жизнедеятельности.
В.длительных монокультурах за /'счет трансформации попадающих в
почву однородных в химическом отношении энергетических материалов,
формируется специфичный ценоз,направленный на трансформацию этих соединений. Постепенно, по мере увеличения срока бессменного возделывания
возрастает агрессивность'микробоценоза по отношению к растениям сахарной сгеклы.Увеличивается' количество фитопатогенных и фитотсксических
микроорганизмов.Это приводит к постепенному снижению продуктивности
сахарной свеклы.Установлена тесная коррелятивная связь-между ежегодным
снижением урожайности сахарной свеклы и увеличением численности почвенной микрофлоры (г - 0,92*0.16^-0,87^0.20. рис.1). . •* ... .-•
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
• Рис,l.Динамика численности
почвенной микрофлоры и про.дуктивности сахарной светиш
при бессменном возделывании.
_ _ усваивающие органические
формы азота ' .
— усваивающие минеральные •
формы азота
_._ урожай корнеплодов (Кор.
нева.1976)
'.''•..'
шозя&шншнх
' Численность азотфиксируюших • микроорганизмов: возрастала
в
11,3-14,6 раз.При этом в почве увеличивалось количество фитотоксических форм актиномицетов с 7.6Z в 1-й год до 15,3Z на 10 год монокультуры.Цреобдадали' актиномицеты-токсинообразователи серии Grlseus.Aureus.aircmogenes.Violaceus.K' концу опыта резко увеличивалось количество
A.erlselus.A.Mgroscopicus. '
- •
Значительные перегруппировки отмечены в составе •спорообразующих
- бактерий.Доминирующее положение к концу опыта занимали токсинообразующие бациллы Bac.ldosus,Bac.niegaterluin.Bac.inesentericus,Bac.subtllls.Jl3.
22 • выделенных нами доминирующих в почвенном микробоценозе штаммов
бактерий 15 обладали очень высокой фитотоксической активностью,подавляя' на ^0-90Х рост проростков сахарной свеклы;• 15 штаммов обладали
средней Фитотоксической активностью,подавляя на 40-70Z интенсивность
роста проростков - и только 2 штамма проявляли слабую фитотоксическую
активность . (20-30Z). •
.
.•."",'".•
Практически все изученные штаммы выделяли в среду биологически-активные вещества,подавляющие рост сахарной свеклы.Культуральная
жидкость.полученная путем фильтрации бактериальной суспензии через
бактериальные фильтры,у 16 штаммов обладала очень сильным ингибирующим
эффектом.У остальных она на 50-60Z ингибировала рост корней.
В. 2,0-2,5 раза возрастала активность окислительных процессов,катализируемых ферментом каталазой,' и на 30-55Z повышалась активность
амилазы.Целлолозолитическая активность возрастала в 1,3 раза.Уреазная
-У/-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
,i фссфатазная активность снижались
Аналогично сахарной свекле реагирует на бессменное возделывание
люцерна Максимальная ее пролуктивность приходится на 3-й гол Еозделывания В дальнейшем урожайность снижается.растения выпадают из травостоя и заменяются сорняками >*гменение ежегодной динамики численности
мшфосрганиамов, разрушающих органические и усваивающих минеральные
формы азота, ьеллшозораэрушаювшх, азстфиксируюиих, олиготрофных. фитотокслчных и мииелиальных под люцерной происходило аналогично отмеченному
под сахарной свеклой.Численность этих физиологических групп почвенной
микрсЛяоры в пахотном горизонте ' и ризосфере люцерны возрастала в
1.5-2.3 раза.При этом отмечено говышечие запасов гумуса,общего и легксчияерализуемого азота,т е потенциальное плодородие почвы увеличивалось По мере возрастания срока вогделывания люцерны на одном месте в
ее корн»сфере отмечено значительное накопление микроскопических гриОов
из родов Asperglllus.Penicllllujn.Самыми активными разрушителями корней
оказались
P.expansum.P. luteum.P.funicultasum.P.spinulosum.P.decuinbens.P.cyaneum,P.ciclopium.
Адекватно изменению численности почвенного населения возрастала
целлвдазная.а также инвертазная активность почвы,которая считается
обобиалжим биохимическим показателем,характеризующим плодородие почв,
т.к. активность этого фермента находится в тесной связи с содержанием
гумуса (Галстян.1963,Чундерова,1971).Фосфатазная активность почвы снижалась.
Таким образом,неспособность растений сахарной свеклы и люцерны
вьдерливать длительную монокультуру связана с однотипным их влиянием
на сообщества почвенных микроорганизмоз,которые вступают в конкурентные йЬаимоотношения с растением.
!Тсд бессменной кукуруаой в течение 25-летнего срока исследований,
отмечено С различающиеся уровня численности мпфо&горы осуществляющей
трансформации азотного фонда почвы С 1-го по 13-й годы численность
медленно возрастала с 20 до 40 млн в 1 г сухой почвы С 13-го по С5-й
год наступила стабилизация численности этих микроорганизмов в пределах
40-45 млн в 1 г сухой почвы.Адекватно изменялась и продуктивность растений. В гервый период она медленно снижалась с 0,65 до 0,40 т/га,во
2-й период урожайность стабилизировалась в пределах 0,45 т/га (рис 2 ) .
Аналогично изменялась и динамика гумуса С 1-го по 8-й год опыта
его содержание снизилось с 1.53S до 1.27Z В последующие-17 лет содержание его в почве стабилизировалось на уровне l,32-i,35Z
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4JJJ*EHH0tmb-. МНКОООВГАНИЬМОВ
. ооглицчсские . Ф О Р М Ы
»wm».
C
H H 0 C m
м
" ^
"
«КРО01>Г
ФОРМЫ А Ю т д
и Ю1С0К0 •
"ii/ntnvnxynoie
ПОЛИСАХДРА •
— УРОЖАЙ
ЗеОНАл КдкУСдЬО!.. и Д д .
. ,•-—даощдй .силосной
ю
•
МАССЫ, '/«.-,
V»'
MftH
на U
почьы
Рис.2.Динамика численности '
микрофлоры и продуктивности
кукурузы в бессменном посеве
>-9
П-li
n-lo
годы ' бессменного
Содержание валового азота в пахотном горизонте за весь 25-летний
срок исследований было неизменным и находилось в пределах
О.1О9-О.1О5Х.В подпахотном горизонте (25-50 см),отмечено прогрессирующее его снижение с 0.098 до 0,0762.Запасы валового фосфора уменьшились
в первые 10 лет с 0,149 до 0.126Х.В дальнейшем его содержание в пахотном горизонте стабилизировалось на уровне О,125-0,127Z.Отмечено снижение содержания валового фосфора из подпахотного горизонта в • первые
10 лет на 0^0092,а в последнюю десятилетку на 0,0062.: . .
Постепенная стабилизация содержания питательных элементов в кор' необитаемом .. слое указывает на то, что по мере увеличения длительности .
возделывания кукурузы без внесения удобрений в -почве • активизируются
процессы,компенсирующие вынос питательных элементов с урожаем.Важную
роль в этом играет деятельность азотфиксирующей микрофлоры. В. начале
опыта численность свободно живущего в почве азотобактера' была в
2,5-2,3 раза ниже,чем в конце.Азотфиксирующая способность почвы возросла в 3,5 раза. Л - '•.'.".
: .,'• Под бессменной культурой озимой пшеницы ежегодная динамика численности микрофлоры, осуществляющей трансформацию азотного фонда почвы,
имела тенденцию к постепенному снижению от 60-80 млн клеток на 1 г сухой почвы в первый год до 20-22 млн на 7-й год опыта.Адекватно уменьшению численности микроорганизмов снижалась и продуктивность растений
-с 30-40 ц/га до 12-22 ц/га соответственно (Рис 3 ) .
-Лт"
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
:— кммоииотинщлом»»
«ышмюила
-•—«РОЖАЙ
J
годи
ил
ммтммные
AMI A
Рис.З.Динамика численности
м микрофлоры и продуктивности
озимой пшеницы при бессмен«ном возделывании:: /ч. • '.•.
ФООМЫ АМША
ШНА -
»
J
•
мсемиимч '
. ..
s
-
•
•
;•
кмдыикмм ' •
т
'
:
;
.
,
•
-
•••••_
'
.
'
"•_
;
.-.-..-.'
•. .'/
•
-
"•
V
•
.
.
•
.
•'
•
.
.•
••
;
К концу срока бессменного воздельшания озимой пшеницы •. в 2,0-2,5
раза увеличивалась численность азотфиксирующих микроорганизмов - азотобактера и микроорганизмов растущих • на безазотистой среде .-..Зяби, что
указывает- на усиление процессов аэотфиксации под бессменной озимой
п ш е н и ц е й . . ;
4
.•
'
\
• •••
•
•
'
.
•. .
'
'
•
"
3 первые 4 года опыта было отмечено медленное снижение гумуса- с
1,80 до 1.67Z.B дальнейшем его содержание в почве стабилизировалось и"
на 10-й год монокультуры составило 1,652.Содержание валового азота
снижалось более быстрыми темпами:с 0.123Z - в первый год валовые запасы снизились до 0.098Z на 10-й год от исходного содержания в пахотном
горизонте.Потери гумуса составили 7Z,а общего азота 182.При этом соотношение C:N в почве изменилось с 8,5 в 1-й год до 10,2 на.10-й год.
Данные микробиологических исследований и изменения запасов гумуса
и азота в почве достаточно ясно характеризуют направленность процессов
минерализации-синтеза органического вещества почвы.Снижение урожайности озимой пшеницы тесно взаимосвязано с общим уменьшением активности
минерализационных процессов.При этом по мере увеличения срока бессменного возделывания озимой пшеницы,активизируются процессы иммобилизации.Они идут на фоне избыточного поступления в почву углеродистых.соединений с растительными остатками озимой пшеницы и резкого дефицита
азотистых соединений,пополняемых лишь за счет азотфиксации.В результате в почве усиливается конкуренция между растениями и почвенными микроорганизмами за источники доступного растениям азота,а урожай постепенно снижается при достаточно стабильном содержании гумуса в почве. Качественный состав образующегося гумуса существенно меняется.В нем
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
расширяется отношение t3;Nv
.
. - - . . . • . . ,
, Полученные материалы указывают • на тесную зависимость между дея-тельностью.почвенной микрофлоры и •изменением азотного фонда почвы.
Уровень численности и состав действующих в сообществе групп почвенной
• микрофлоры,зависит от видового состава возделываемых растений.Каждое
растение обладает индивидуальными' особенностями биохимического состава
' фитомассы и корневых выделений,оказывающих влияние на формирование доминантных групп микроорганизмов в ризосфере и почве.
. Различия в соотношении доминирующих в микробоценозе агрономически
важных групп микроорганизмов предопределяют направление почвенных процессов под этими культурами и в конечном счете продуктивность' растений, накопление или расход минеральных и органических форм азота и гумуса.
. • •'•.•• ~ • • ' ' ''''•'.''.-.-•
Роль фитомассы растений в процессах утомления и воспроизводства
. плодородия в монокультурах. Для понимания механизма создания и разрушения эффективного и потенциального плодородия почвы необходимо выяснить причины обуславливающие активизацию физиологических групп почвенной микрофлоры,осуществляющей процессы минерализации-синтеза,азотфиксации, трансформации углеродсодержащих соединений и т.д.При этом на- иболее важным с практической точки зрения является изучение изменений
"в - сообществах почвенной микрофлоры,сформированных"под влиянием длительного воздействия однотипных химических соединений в монокультурах. В связи с этим была изучена роль фитомассы различных растений в
. процессах воспроизводства-расходования.плодородия утомленных почв.
" С этой целью в почву,вышедшую из под длительных монокультур са-харной свеклы и озимой пшеницы (культур,резко отличающихся по устойчивости к бессменному возделыванию).вносилась фитомасса растений,различающаяся по химическому составу:сахарной свеклы,люцерны,гороха,кукурузы, ячменя, озимой пшеницы,сосковые опилки,чистая' целлюлоза.Контролем
служил вариант без внесения растительных остатков.Как химический -"оздоровитель" почвы испытывался фумигант "Узген" в дозе 0,285 т/га.
В качестве . тес.т-культуры в опыте высевалась сахарная свекла. Опыт
• продолжался 3 года. ' . : . - . / * ; . : . .
-. Экспериментальные материалы,; представленные в табл.1, показывают,что при внесении в почву любых растительных материалов,различающихся по химическому составу фитомассы, происходит повышение потенциального .плодородия почв увеличивается содержание гумуса,особенно на дли•тельно" удобряемом фоне,расширяется отношение C:N в ; почве,повышаются
.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
запасы легкогидролизуемого азота при одновременном снижении уровня минерального азота,что уменьшает его потери в процессах денитрификации Вместе с тем следует отметить,что существенных различии в изменении азотного фонда почвы в результате внесения фитомассы не отмечено
В качестве основного критерия,характеризующего изменение эффективного плодородия почвы,использовался урожай и сахаристость корнеплодов По этим показателям эффективность действия фитомассы растений находилась в прямой зависимости от предшественника и химического состава
Таблица 1
Влияние фитомассы растении на изменение показателей азотного
фонда почвы./Средние данные за 3 года опыта/.
Фитомасса
Предшественники
Озимая пденица
I Сахарная свекла
I Гумус Общий|Соот-|Нит- IЛегко IГумус)Общий|Соот-[Нит- IЛегко
Z |азот |ноше-|раты.|гидро-| X |азот |ноше-|раты |гидро-|
I X
1ние |мг/кг1лиз.Н I
IZ
|ние |мг/кг|лиз.М
I
IC.N |сухой|мг/кг I
|
|C.N |сухой|мг/кг
I
I
Iпочвы|почвы |
|
|
|почвы|почвы
Контроль 1.61 0.107 8.81 2.06 0.83
1.56 0.101 8.93 2.8
1.2
1.77 0.117 8.83 3 2 1.3
1.72 0.108 8.96 3.3
3.0
Люцерны 1.62 0.111 8.27 2.2
1.3
1.65 0.102 9.43 2.6
2.5
1.77 0.118 8.7
2.6
1.8
1.78 0.112 9.0
2.9
2.0
Озимой 1.65 0.104 9.3
1.9
2.5
1.61 0 111 8.5
2.0
2.6
пшеницы 1.75 0.114 8.86 2.5
2 3
1.74" 0.112 9.8
3.0
1.1
Ячменя
1.70 0.107 9.24 1.8 0.7
1.60 0.101 9.15 3.1
2.0
1.84 0 115 9 15 1.8
1.5
1.83 0 113 9.35 2.1
2.1
Кукурузы 1.67 0 111 8.91 1.9
1.8 ' 1.61 0.103 9.32 2.1
2.5
1 82 0.115 9.54 2.7
1.71 0.114 8.51 2.7
1.1
2.6
Гороха 1.61 0.107 9.02 2.2
1 4
1.62 0.106 8.91 2.5
1.7
*
1.80 0 118 8 62 2.9
2.0
1.83 0.110 9 10 3.0
2.5 .
Сахарной 1.63 0.104 9.08 2.1
1.1
1 62 0.102 9.23 2.0
2.4
свеклы 1 80 0.118 8.83 2 7 2.6
1.75 0.111 9.17 2.7
2.2
3* 0.02- 0.0030 2- 0.2- 0 02- 0.0030 2- 0.20,04 0.004
0.4
0.4
0.04 0.004
0.3
0.3
Примечание..Верхняя строка каждого варианта-фон Оез удобрений.
нижняя - длительно удоорявшийся фон.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
вносимого в почву растительного материала. Так,внесение в . почву фитомассы сахарной свеклы под сахарную свеклу,возделываемую по фону длительной монокультуры сахарной свеклы,привело к снижению сахаристости и
урожая корней. Адекватное внесение фитомассы сахарной свеклы под сахар, ную свеклу,возделываемую по фону длительной монокультуры озимой пшеницы, резко увеличило урожай корнеплодов при незначительном снижении са, харистости.^- :
.
• ;
.'
' -
,
•
'
•
•
'. .
'
..
_;
Эффективность внесения фитомассы люцерны проявлялась в • меньшей
степени по фону монокультуры сахарной свеклы,чем по фону монокультуры
озимой пшеницы*Действие внесенной в почву фитомассы гороха,кукурузы и
"ячменя : занимало промежуточное положение,а на противоположном полюсе
был эффект от влияния фитомассы озимой пшеницы,которая дала наивысшую
п р и б а в к у ' . , .
'"". V "
•••-••.''•"'.'..'"
v
.:.
•'''-'•.•
•••'.','•.'••-
"''•'•.'.:'''"
•;. '•';.'.:"--
... ••. ••
. - ' • - . •
Таблица 2
•
'•'.
.
. ••
.'.-'.
;,; .'•. Влияние фитомассы различных растений полевой культуры на продук:Ч
тивность сахарной свеклы, возделываемой после монокультур сахарной
, ." . свеклы и озихюй пшеницы
. : - • ' - ' ••
• Показатели продуктивности
1по монокультуре сахарной 1по монокультуре озимой
I
Г
•
свеклы
•'•*•••
)
•'"
пшеницы
Iурожай кор-1 сахаристость Iурожай кор-Iсахаристость
I ней, ц/га
I
7.
Фитомасса
<ней.ц/га' I
Z
Сахарной
310±24
9.4^0.3
107+23 .
.V 7.0*0.3-.'
... -0.4 . -.. '
свеклы
,
'.
'. - 2 - 2 ' • ,' ; +130
Люцерны
10.5^0.3
.'• .
9 . 4 - 0 . 3 .,:; ' 405t24
198*23
+225
' +50 ' '.'.''.
+0.7
+0.2
.
.
'
Г
:
'• . , 10.7-0.3
259±24,
- 10.5^0.3
Гороха
, 249*23
• '
.'• +101 •" '
-, +1.6 .•: ;.;. +79
-1.0
+
.
9.7- 0.3 •
9.3*0.3:
252±24
Кукурузы
• 153±23 •
+72
-0.1
'
•
'
..•'
*
+
0
.
1
:; +5 ..:.'
:
+
10.8^0.3
.'". 9.7 0.3 , : 267*24
Ячменя
, 183±23
+107
'•-.. '"• + 0 . 5 "
"- '
: •' +1.о. - .
- +35,
.11.1*0.3
275+24
9,7^0.3
Озимой
259+23 .
+1.4 , '
+111
« .'• • • , •
+0.5. ''""'-' +95
пшеницы
'
,
- « • ' '
' • .
Примечание:Во второй строке каждого варианта -разница
, •
с вариантом без внесения фитомассы.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
по фону длительной монокультуры сахарной свеклы (табл.2). ••• ... - •
- Сравнительный анализ изменения численности ' агрономически важных
групп почвенной микрофлоры и урожайности корнеплодов сахарной свеклы
показал,что воздействие сообщества,формируемого под влиянием фитомассы
растений,наиболее выпукло проявлялось после длительной монокультуры
сахарной свеклы.Снижение урожайности под влиянием- фитомассы сахарной:
свеклы происходило на фоне увеличения численности микроорганизмов,осу- '
ществляющих трансформацию азотного фонда почвы в 1,2-1,5 раз и резкого
' (в 1,64 раза) снижения токсических для Cl.vulearls L. форм.Увеличению.'_
урожайности при внесении в-почву фитомассы ячменя 'и озимой пшеницы соответствовало снижение численности этих групп почвенной микрофло-'
ры в 1,2-1,3 раза. При этом фятотоксичность снижалась менее значительно
-в 1,2 раза.Увеличение урожайности при внесении в -почву фитомассы лкь •
церны и гороха также сопровождалось снижением - численности;;. какой-либо ;:
из физиологических групп почвенной микрофлоры, осуществляющих процессы ;
минерализации-синтеза.При этом количество фитотоксических форм снижав
• лось в пределах,отмеченных при внесении фитомассы люцерны. .: ;\.v . : • •'
Действие фитомассы различных растений,внесенных;по фону'монокуль- •
. туры- озимой пшеницы, на продуктивность^ сахарной, свеклыбыло менее'• вира- " •
жено.Это объясняется снижением эффекта оптимизации микробоценоза^ т.::.: '
сахарная свекла возделывалась по лучшему:предшественнику^;: ' :. -' 7 . ':
Потеря производительной способности почвы в •результате г действия ••
биологических • факторов,по - ыввтио,- С Грюммера -д (1S64).Берестецкого •
(1978),Гродзинского.(1978),Мкрчинк (1979) и Др.; ' в' значительной'. мере..•'••
определяется деятельностью фитотоксических микроорганизмов и.накоплё- :
нием в почве биологически активных' веществ^оказывающих отрицательное 1
влияние на возделываемые 'растения.й наших.исследованиях:внесение в'
почву фитомассы растений полевых культур снижало количество колинов;' в• п о ч в е
( т а б л . 3 ) .
•;
• •
' '• .••'•:
.'/../•
^.',;;-:
' . ' .
:
' V
;••,'.•'-•'•'••'• •••':
.7 '
:
Снижение токсичности почвы было связано', с•'.перегруппировками -в'.
почвенном микробоценбзв.Так.под . влиянием :внесёния в почву фитомассы-'
-сахарной свеклы довольно устойчиво снижалась,численность активных ток-:,
' синообразователей Bac.megraterluni.Bac.cereus,Вас.lddsu3.При внесении в
почву фитомассы люцерны и гороха численность. Bac.meeaterium.Bac.niesen- .
terlcus.Bac.subtllis.Bac.ldosus возрастала,особенно по мере увеличения
кратности внесения фитомассьгв почву.С. этим;возможно,связано резкое •
усиление фитотоксичности.Фитомасса ячменя и озимой пшеницы.не оказыва1
ли столь заметного стимулирующего воздействия на-численность изучаемых.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
видов.
;_- ":
'
•
'.-•"•*
Потеря производительной способности почв происходит также из-за
снижения антагонизма почвенного микробоценоза по отношению к фитопатогенной микрофлоре и нематодофауне.В результате снижаются урожаи растений, выращиваемых на такой почве.Как было показано выше,важнейшим почвенно-биологическим фактором,определяющим такое положение в монокультурах, является
нарушение
микробного
баланса в почве,обуслов•.'.'.
. '
••
Таблица 3
Влияние фитомассы н а токсичность почвы и количество
фитотоксических микроорганизмов
...
...
. •:
,:
(Средние за 3 года данные) - . ' • ' " • ' " - "
I
Фитомасса
Сахарной свеклы
Люцерны '
Гороха ,
Кукурузы
Озимой пшеницы
Предшественникиозимая пшеница
1Фитотоксич1ные,млн в 1
УКЕ
I г сухой
I почвы
2.8
11.5
-+0.8
-9.5
;•
10.7 •
23.5
' +11.2
0 9.6
34.7
+22.5
>•
..* -1.2 '".
10.4
14.3
.'
-1.8
-7.1
10.7
.6.5
0
-4.3
сахарная свекла
1ФИТОТОКСИЧ1ные,млн в 1
УКЕ
I г сухой
I почвы
10.8
. 2.1
-1.0 . -11.0
10.5 "
11.4
-1.3
-ii7 •
10.9
. 8.2
-1.4
-0.7
5.8
1 1 . 1
•
;
+0.3
-0.8
.10.9
'9.6
-0.9
+3.1
Примечание:Во второй строке каждого варианта - разница с вариантом
без внесения фитомассы.
• ленное., воздействием ежегодно попадающей в почву и используемой в процессах питания растении фитомассы определенного химического состава. Внесение фитомассы другого химического состава,приводит к активизации групп микроорганизмов,не имевших условий для развития.При этом активизируются также и представители нематодофауны.
•
;.
Определен-ия,проведенные в рамках нашего опыта Матяшовым и Токоба-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
евым (1950) показали.что все внесенные в почву виды фитомассы в той
или иной мере увеличивали численность как сапробиотических нематод,так
и фитогельминтов.При этом уровень изменения численности зависел от химического состава фитомассы.Наиболее существенно (в 1,5-4,0 раза)увеличивалась численность сапробиотических нематод под влиянием фитомассы
растений с узким соотношением C.-N ( сахарная свекла,горох .люцерна,кукуруза). По мере расширения соотношения C:N в разлагающейся в почве фитомассе активность размножения сапробионтов уменьшалась.Прибавки их-,
численности от внесенной в почву фитсмассы с широким соотношением C:N
были з пределах 1,1-2,1 раза.Таким 'образом,наивысшие прибавки численности сапробионтов были тогда,когда в почву,вышедшую из под монокуль- .
туры растений с узким соотношением С:М,вносили'фитомассус аналогичнымсоотношением,наименьшие - при внесении фитомассы с широким соотношением C:N.
•
' •
.
Численность фитогельминтов имела тенденцию к снижению по мере сужения, и увеличению,по мере расширения соотношения C:N во внесенной в
почву фитомассы.При внесении в почву фитомассы сахарной свеклы их число увеличилось в 1,1-1,2 раза.а под влиянием фитомассы озимой пшеницы
и ячменя - в 1,4-2,5 раз.
.
.
Видовое разнообразие нематодофауны (как сапробиотической.так и
фитогельминтов) по мере расширения соотношения С:N ВО'БНОСИМОЙ в почву
фитомассе увеличивалось.Длительно удобрявшийся фон также этому благоприятствовал.
' •
Таким образом,прямой связи между численностью фитогельминтов и
урожайностью не было, установлено.Прослеживаются опосредованные связи, заключающиеся в активировании сапробиотических нематод га счет увеличения численности почвенной микрофлоры,которая служит
источником
их питания.Здесь есть прямая зависимость между влиянием химического
• состава фитомассы на почвенный микробоценоз и . нематодофауну.С
этим,повидимэму,связан эффект активирования фитогельминтов при внесении фитомассы озимой пшеницы,когда при дефиците питания .сапробионты
снижали численность,а фитогельминты получали преимущества в развитии.
Определение степени пораженности корнеплодов сахарной свеклы корневыми гнилями свидетельствует,что наиболее благоприятные условия для
самоочищения почвы от фитопатогенной микрофлоры создаются при внесении
фитомассы,резко различающейся по химическому составу от предшественника и возделываемой в данный момент культуры.При внесении*в почву
фитомассы озимой пшеницы после длительной монокультуры сахарной свеклы
' • :
-
г
о
-
•;••••;
•
,
.-,••-
'•••'••
•
"
:
"••
v
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
снижалась пораженность корнеплодов фузариозной и бурой гнилью.Отмечено
и снижение поратенности бактериозами,но лишь в первый год внесения.По
длительно удобрявшейся почве наблюдался наиболее устойчивый эффект
снижения всех видов заболеваний,усиливающейся по мере кратности внесения фитомассы озимой пшеницы и ячменя.Усиление пораженности корнеплодов от внесения-под сахарную свеклу.фитомассы сахарной, свеклы, было
наиболее значительным в первый год опыта. .-..'.• '
'
Для того,чтобы в обобщенном Еиде представить влияние фитомассы
того или иного химического состава на степень сопряженности (согласованности) протекающих в почве процессов,полученные в ыикрополевом опыте экспериментальные материалы по всем видам микробиологических,биохимических и агрохимических анализов.были подвергнуты парному корреляционному анализу.Корреляционные СЕЯЗИ были рассчитаны между 840 парами
сравниваемых между собой показателей.Слабые корреляционные зависимости
. (г < , 0,3) не учитывались.Принимались во внимание лишь средние (г 0,3-0.7) и сильные (тесные г > 0.7) корреляционные связи.Степень сопряженности изучаемых показателей характеризовалась количеством достоверных, корреляций от общего числа сравниваемых показателей,а также соотношением положительных и отрицательных корреляций (табл.4).
Расчеты показали,что взаимодействие изучаемы* показателей было на
уровне средних- значений коэффициентов корреляции (Г - 0.3-0.7).Более
тесные связи были исключением.
.
. Сводные данные по изменению уровня коррелятивных связей между
"изучаемыми в опыте показателями биологической активности и плодородия
почвы (табл.4) показывают,что трансформация в почве фитомассч растений
' усиливает взаимосвязь и взаимозависимость между изучаемыми процессами
в почве,деградировавшей из-за длительной монокультуры сахарной свеклы
и озимой пшеницы.При возделывании сахарной свеклы по фону длительной
монокультуры сахарной свеклы наибольшее увеличение сопряженности почвенных процессов отмечалось при внесении фитомассы озимой пшеницы,ячменя и,особенно,фумигации почвы.Отрицательно влияло внесение фитомассы
сахарной свеклы,люцерны,гороха.
.
" •' .
' .
Бозделывание сахарной свеклы по фону длительной монокультуры озимой ,- пшеницы положительно влияло на количество достоверных коррелятивных связей,увеличивало количество положительных корреляций. Внесение
фитомассы других растений также положительно влияло на повышение корреляций между изучаемыми показателями.
Таким образом,почвенный-фон после длительной монокультуры озимой
-ZI-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
.
.
'
•
;
•
.• •
;
.- •••'
Таблица
4
.
Влияние фитомассы различных растений на сопряженность почвенных
процессов под сахарной свеклой
.
'•
Предшественник
••
1 Монокультура сах.свеклы 1Монокультура озимой пшеницы 1
Фитомасса
1Число I C O O T H O - I X O T обще-1Число 1Соотно-1X от обще- 1
1
1досто- 1шение:. 1го числа 1ДОСТО- 1шение: 1го числа
верных 1П0Л03К. 1сравнива-1 верных .1ПОДОЖ. 1 сравнива- ; 1
1
1 корре- Югриц. 1емых по- 1корре- 1отриц. 1емых по1 казателей- "1
1казателей1ляций 1
ляций 1
34
3 2 -•'
1.77.
37 •/
• 1.78
Контроль,без - 39
:
-21 ':' 19 .
фитомассы
22
18 "
80
5.33
Сахарной
• 38
1.35
36
76
'
28 .
27.
' 15
свеклы
• .14
Кукурузы
•2.1
• . 40 . ' . 41
.1.46
. 4 2
39
•
•
27
20
19
28 •
Озимой пшеницы 47 ' 2.04
45
60
. 57 ' .
2.5
24
23
22
22
Люцерны .
•
29
28 •
50
2.77
1.00
.. 48
29
28
19
" ' . 18
Гороха
•33
1.13
31
•
482.52
46
' 29
19
28
18
43
41
Ячменя
1.48
47
2.04
.45 ;
29
28
33
22
• '•'
Фумигация
64
2.2
61
•--67"' 2.31
64
'.
29
23
: 29
28
Примечание:В верхней строке каждого варианта количество прямых
:
корреляционных связей^В знаменателе - обратных.
1
t
•
•
пшеницы . был" наиболее . благоприятен
для
повышения
продуктивности сахарной свеклы.В случае,когда возделываемая в даннцй
момент культура (сахарная свекла') и предшественник (озимая пшеница) .
резко различались между собой по химическому составу фитомассы,отмечено положительное влияние на количество и тесноту коррелятивных связей
фитомассы не только противоположного предшественнику химического состава, но и аналогичного.В этом случае на ход почвеннот-'биологических
процессов существенное влияние оказывает возделываемая в данный момент
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
культура.
'
••':-.
Наиболее наглядно положительный эффект от оптимизация изучаемых
процессов в утомленных почвах проявлялся в эмпирических зависимостях
между изменением урожайности сахарной свеклы и соотношением C:N в внесенной .в почву фитомассы.имеюЕзк в зависимости от предшественника Е З Д
параболы или гиперболы (Лакин.1380).Из. рис.4'видно,что 'по фону почвы.утомленной монокультурой озимой пзеницы.обияй уровень продуктивности бал на порядок вьше.чем по монокультуре сахарной свеклы.При этом
'имелось 2..зоны" повышения продуктивности.- при внесении растительных
остатков с широким ( С:N-100-140) и узки» .(С:N-16-40) соотношением
углерода, к азоту в'фитомзссе.При внесении в такую почву фитомассы с
соотношением C:N от 40 до 100,продуктивность сахарной свеклы была ниже.Кривая имела Е И Д параболы.По предшественнику длительной монокультуры сахарной, свеклы по мере сужения соотнесения'С:N во вносимой в дочву
фитомассе урожай закономерно снижался.Кривая имела Е И Д гиперболы.
Рис. 4.зависимость урожайности сахарной свеклы от, химического состава,
внесенной в почву фитомассы и предшественников
I*"
• 5 •"
*»
'
'
\
.'
•
По предшественнику монокультуры
. \y«ii»-(-j.iu-xVoo»!4X
*.
\
.
•
УРОЖА14 ,
»/'*•
.•
'
озимой псекицы
По предшественнику монокультуры
сахарной сЕеклы
У Урожай
X Соотношение С:N
.
'
Результаты опытов по исследованию влияния фитомассы растений раз• личного химического состав'-, на почвенный микробоценоз,изменение гумуса и азотного фонда почв,- утомленных длительными. бессменной посевами
сахарной СЕеклы и озимой пшеницы, позволили - раскрыть основные причины
повышения или снижения плодородия таких почв.Предложены пути регулкро• ЕЭНИЯ и оптимизации сообществ'почвенных микроорганизмов.осуществлявших
процессы воспроизводства эффективного и потенциал!ного' плодородия"
утомленных почв.
,• .
..
' •
' ' .' °- •.
.. ! Лочвенно-биологические процессы в севооборотах. Смена раститель-
-23-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ных ассоциаций от пионерных до кдимаксных сукцессии, наблюдаемая при
экологических стрессах (полары,аррозия,длительные монокультуры,химическая деградация и т.д.).являет собой природный механизм восстановления утраченного плодородия• • и • является прообразом севооборотов
(Райе.1376).
•
- •
•
-
Особенно возрос интерес к роли микроорганизмов в связи с усиливЕЯМСЯ антропогенным прессингом на почву,приводящим к техногенной,химической и биологической ее деградации.Стало ясно,что совмещение научно-технического прогресса в земледелии и нормального функционирования
печгекно-биолегической системы.- в оптимальном режиме воспроизводства-расходования эффективного и потенциального плодородия,ЕОЗМОЖНО.
Л;ЕЬ при учете влияния не только растения и агротехнического
приема,но и. суммарного их воздействия на микробную систему почвы.
В наших исследованиях комплексное влияние чередования различных
растений на микробиологические процессы в системе плодосмена изучачось в 8-польном севообороте (ячмень+люцерна.2 года люцерна,озимая
пиеница,сахарная свекла,озимая пшеница,кукуруза,сахарная свекла).Это
"базовая" схема севооборота для дачной зоны,дающая наивысший.выход
. продукции за ротацию и позволяющая поддерживать оптимальны;! уровень .'
плодородия почвы (Корнева, 1976).
...
Оценивая этот плодосмен по соотношению C:N в . фитомассе чередующихся растений, следует признать,что наилучшие условия для воспроизводства и расходования плодородия почв создаются при чередовании • рас- •
тений с широким и узким соотношением С:.Ч Е фитомассе.При этом уровень •
развития почвенных микроорганизмов,осуществлявших процессы трансформа; ции азотистых соединений почвы под культура\гл севооборота,подчиняется
закономерностям формирования их в монокультурах этих растений.Как следует иг рис.5,существует четкая зависимость между химическим составом
фитомассы возделываемых растений и численностью этих групп .почвенной •
микрофлоры.Под культурами с узким соотнесением C:N численность их по- '
Еьиалась.а под. растениями с широким-соотнесением C.-N - снижалась. Так в
системе . плодосмена достигалось регулирование определенного для каждой
схемы сеЕООборотоз УРОЕНЯ численности микроорганизмов,осуществляющих
прецэссы минерализации-синтеза. •
•
' .. В целсм,соотношение .культур в севообороте определяет оптимальное';
состояние микробоценоза.При изменении порядка чередования.изменяется и ..
ежегодная динамика численности агрономически важных групп микроорганизмов. Так, в 7-псльной схеме-'(ячмеиь+дюцерна,2.5 года люцерна,кукуруза
.
'
'
•
-
.
-
2
4
-
.
•
.
• • • ' - . " . .
'
.
•
'
'
'
•
:
'
' ' . ' . ' • '
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис.5.Изменение численности микроорганизмов трансформации азотного фонда почвы в 3-польном сеЕообороте. • •'.
I
I соотнои«ни«
,
ОСГАиИЧСС'ке ООМШ AWttlA
«Н<Ч«РЫ»НЫГ Фоним turn»
с • </ ъ ФЙГПОМАСК
на зерно,сахарная свекла,озимая пшеница,сахарная свекла),составленной
в основном из растений с узким соотношением C.-N в фитсмассе, регуляторные свойства.сбалансированной системы снижались.увеличивалась численность микроорганизмов осуцестБляюиих трансформацию азотного фонда.ухудшались фитосанлтарные свойства почвы.В результате,уже в 3-й ро-•
тааии резко снижалась продуктивность сахарной СЕеклы, кукурузы и лгоаерны (рис.6).
'..
•
Ежегодная сезонная дивэмикз гумуса,минерального азота (NOs.NHS) И
легко минерализуемых его форм (нитрификзционная способность ПОЧЕЫ П О
Ваксману),также характеризует "базогую" схему севооборота как наиболее
оптимальную.
• .
••
.
Существующая практика анализа содержания гумуса в начале и конце
ротации севооборота не дает информации о процессах его изменения в течение ротации. Кроме того, как явствует изналих, данных, в опгмкзированных схемах севооборотов она вводит в заблуждение исследователей кажущимся постоянством уровня содержания гумуса в начале и конце ротации.
Изменение динамики
гумуса в 2-х ротациях 8-польной "базовой"схемы севооборота весной' (апрель),летом (июль) и поздней осенью
(конец ноября) показали.что в орошаемых сероземах его содержание существенно изменяется в течение вегетационного и осекг.е-зимне-ранневе-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
no
»
/
H»
\
(с
Ркс.6.Изменение численности микроорганизмов в 7-ми польном . сезообороте
.
SB
•4
#
\
to
V
V
«0
i
оог»ничсские , ФОРМЫ
•
. —
АЬОША
усьди&люцие
АЬотд
соотношение
ФОРМЫ
'
c.-V Ь
^«РГДУКЗЬ^УСЙ
РАСтеиим
•
секнего сегонов в зависимости от возделываемой культуры и предшественника (рис.7).Накопление гумуса продолжалось под люцерной,а также и
посге ее распаиют под озимой пиеницей и Б осенне-зимний сезон после ее
yCoprai в результате интенсивной иммобилизации минерального азота,вьщелпюаегося в процессах разлажения фитомассы люцерны и углеродистых сое-
—
. i*»vc , У.
МГ. ГМОКО&Ы
ИА ЮО С
почвы
| [
PNNI
CAKADHA9
CfcftKAA
Р и с . 7 . Динамика изменения гумуса и инвертазной активности почвы
в севообороте. •
• •• '•
-,26-
:.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
динений пожнивных и корневых остатков озимой пвеницы..''ип1Ь под сахарной
свеклой - культурой минерализатором отмечено резкое снижение его содержания. .,.• •.••;•••••••
. ' , Посев озимой пшеницы после сахарной свеклы способствовал активизации процессов образования гумуса за счет иммобилизации минерального
.азота,накопившегося в почве в результате процессов минерализации•под
сахарной свеклой.В заключительном-- минерализационном звене севооборота, содержание гумуса снижается практически х,о уровня,отмеченного в начале ротации. .;••'••
...
"'
.
•.Необходимо обратить внимание на существование четкой. Егакмозагисимости между, содержанием минерального азота в почЕе и накоплением и
расходом гумуса.Увеличение содержания - гумуса приводит к снижению.а
уменьшение - к увеличению минерального азота,что указывает на динамичность функционирования системы минерализации-синтеза в сбалансированных агрофитоценозах. -'••.'
•.
. •. •
Наличие в почве легкоминерализуемых форм азота также тесно С Е Я З З Н О
с напряженностью процессов минерализации-синтеза.Чем она выше (к концу
ротации),тем больше^ содержится в почве легкоминерализуемого азота
• • ( Р И С . 8 ) ' . -.
; . . . . ' • • .
'
•
'
Рис.8.Дина\пп;а изменения азотистых соединений в севообороте
г:—• Нитраты
'.'••••••
Нитрификационная способность по Еаксману
- Аммиак -
••-'.. Наблюдаемая динамика изменения содержания .' гумуса в "севообороте
подтверждается характером изменения инвертазной актигкости почвы,кото•рая тсЪно коррелировала с.динамикой гумуса (r-0.9U0.C5).На рис.7 еже-. годная сезонная динамика гумуса и инвертазной активности почвы - иден-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
т и ч н ы .
• ••
-'
.
-
..
• -•
•
- : '• •
. - . ' ' • ;
Полученные материалы указывают, что помимо люцерны важное'. значение
з спт:ашзаияи- гумусового баланса в орошаемых сероземах имеют посевы
озимой .пшеницы. . .
', .
..-.
.
. ' . , '., . •.
Ежегодная сезонная динамика валового азота под всеми культурами
была практически одинаковой.От весны к осени отмечалась тенденция к
снижению,а в осенне-зимне-ранневесенний периоды наблюдалось увеличение
содержания ВЭЛОЕОГО азота,связанное с .осенним. внесением .минеральных;
у д о б р е н и й .
••
•'•
-
'
•
'•
.
'
'..-•'•
'...'••;•.•
В'Исследованиях,проведенных в базовой схеме севооборота,размещен-.
ной на почЕе утомленной длительными монокультурами сахарной свеклы, ку-.
курузы и озимой пшеницы,были получены аналогичные закономерности практически' по всем изучаемым показателям изменения численности почвенной.
• микрофлоры, биохимической активности и азотного фонда почв.' , _.- ' ; Таким образом,при почвенно-биологически обоснованном сочетании
.сельскохозяйственных культур,отмеченные факторы, отрицательно влияющие
на рост и раззитие данного растения,положительно воспринимаются следу- •
ющей за ним в чередовании культурой.При этом обеспечивается высокая
продуктивность всех участвующих в чередовании растений,а также поддерживается гсмеостаз почвенногбиологической системы. ,." : ;•'.Особо следует подчеркнуть,что в разнокачественности и специфич• ности влияния различных растений на сообщества почвенных микроорганизмов и процессы ими осуществляемые, ' заключен природный механизм сохра^
нения плодородия почв.Объединяя растения, различно,в том числе и про-.,
гивспслолшо влияющие на .почвенно-микробиологические процессы,севооборот представляет собой саморегулирующуюся почвенно-биологическую систему, в которой оптимальные условия среды обитания всех чередующихся
растений достигаются периодическим изменением - химического составаэнергетических материалов, поступающих в почву с фитомассой и используемых в процессах 'жизнедеятельности почвенного микробоценоза. •
• Роль удобрений в процессах почвоутомления и воспроизводства пло-,дорсдия утомленных почв.При внесении минеральных удобрений •, в " поч-.
ву часть их используется растениями в процессах питания,другая, часть
потребляется почвенной микрофлорой и в результате сложных- биохимических превращений, закрепляется в органическом веществе почвы. ' • '•. ' •
Материалы по 'влиянию удобрений на ежегодную динамику, урожайности
озимой пшеницы,кукурузы и сахарной; свеклы;в монокультуре 'показыва- >
ют,что существуют резкие различия роли удобрений в.их противодействии
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
процессам почвоутомления.Ежегодные умеренные дозы минеральных удоСрений поддерживали урожай озимой пшеницы на высоком уровне в течение 9
лет бессменного возделывания.На 1-й и 9-й год он составил соответственно • 51,9 и 53,4 ц/ra при 46,4 и 31,9 ц/га в контроле.При оптимальных дозах удобрений урожайность кукурузы также поддерживалась практически на одном уровне в течение 20 лет (79,6 в'1-й и 74,6 на 20-й год
при внесении в почву Ni2oPi8oK9o;81.1 и 87.8 соответственно,при внесении Ni2oPjeoK9O+3O т/га навоза).Особо отметим.что в удобренных вариантах происходила не только стабилизация содержания: гумуса и валового
азота,но и возрастание до уровня существенно превышающего контрольный
вариант.Так,если, в контроле в течение 20-леткего периода монокультуры
кукурузы содержание гумуса и валового азота было в пределах 1.27-1.32Z
и. 0,107-0.105Z,то;•• при .внесении' Ni2oPi2oKeo1.47-1.49Z
и
0.115-0,119Z,а ИбоРбоКзо+зо т/га навоза -1.53-1,54Z и 0.130-0.1Q1 соответственно, т.е. возрастало на 12-16Z и 17-20Z соответственно по гу"мусу и 7-13Х и 21-24Z по валовому азоту. .
'
.: •" Важным, фактором, определившим стабилизацию'урожайности в монокультуре-кукурузы явилось повышение численности микроорганизмов минерализаторов и иммобилизаторов,соотношение между которыми колебалось в пределах 0,8-1.2.ЭТО определило значительное увеличение (в . 1,7-2,3 раз)
содержания • нитратного азота в почве.Уровень легкогидродизуемых его
форм за все время опьиа изменялся незначительно и только к концу опыта
его.'. содержание - в почве возрастало в 1,5-2,4 раза соответственно.При
этом под влиянием удобрений численность азотобактера пахотном горизонт е и ризосфере возрастала в 1,5-2,1 раза,а в подпахотном горизонте - в
-1.3 раза.Внесение, минеральных удобрений способствовало поддержанию
стабильного уровня гумуса в почве.который через 25 лет монокультуры
был ниже исходного лишь на О,ИХ,а в варианте совместного внесения' с
' навозом отличался от исходного на 0,052.Содержание же валового азота в
удобренных'вариантах в пег~ом случае превышало исходное на О.ООЭХ.а во
: втором'— н а 0.02Z.
>
;•_..;
.
• • •. -
Таким образом,способность кукурузы к длительному бессменному
..культивированию связана со стабильностью микробоценоза.что определяет
сбалансированность'процессов минерализации и иммобиллзацки при оптимальных системах удобрений и активации азотфиксирующей микрофлоры. .•
Под озимой пшеницей минеральные удобрения (N60 Рео Кзо ежегодно)
. споссЛствовали увеличению численности микроорганизмов^осуцествляютах
. проиьссы минерализации;При этом содержание минерального азота в почве
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
увеличивалось в 1,7,а лзгкогидролизуемого в 1,2 раза при существенном
снижении расхода гумуса и валового азота.
,
. .• •
_ Под сахарной свеклой, ни одна из испытанных систем удобрений не
смогла предотвратить полной лотери урожая уже на 10-й год бессменного
возделывания.Даже при внесении полной минеральной системы удобрений.(
Ni£oPieoKgo) урожай снизился с 695 ц/га в первый год до 101 ц/га на 10
год монокультуры.Не оказало:положительного влияния и совместное внесение полного минерального удобрения с наЕозом (Ni2oPiaoKgo+30 т/га навоз)-снижение составило с 771 до 95 ц/га соответственно. '.:'••..•'•••
Наблюдения за динамикой содержания гумуса при монокультуре сахарной СЕеклы в течение 10 лет показали,что в контрольном варианте без
внесения удобрений содержание гумуса последовательно снижалось с 1.62
в 1-й год до 1,362 на 5-й и 1,22 на 10-й год. При. внесении в почву:
полной дозы минеральных удобрений уровень'гумуса в течение 10 лет был
практически стабилен - 1.58;1.6;1.542 соответственно.При внесении минеральных удобрений с навозом он увеличивался до- 1.59;t.-83;i;67Z'--соответственно. Ежегодная динамика изменения валового азота соответствовала отмеченной выше динамике гумуса.В контроле его содержание • после-'
дозателько снижалось 0.103,0.098,0.090% соответственно в 1,5 и 10 годы.В варианте минеральной системы было стабильно' -0.091,0.097,0.0982"
соотзетстзенно. При внесении навоза содержание валового азота увеличивалось к концу опыта до 0.098,0.104,0.1192 соответственно.При .этом,в
удобренных вариантах,содержание минерального азота возрастало в среднем за 10 лет в 1.2-1.6 раза.а легкогидролизуемого в 2.2-3.6 раза,т.е.
резко увеличивалось как накопление,так й подвижность органического веseciEa псчвы. (Корнева, 1976).
•
.•
••
•
'
'•. ' \ ''•'-. .•'-',.,
Полученные материалы показывают,что удобрения не являются универсальным средством,снижающим отрицательные последствия;почвоутомления
для всех изучзеьых растений. Причины различного воздействия • удобрений
ча . процессы.почвоутомления связаны с взаимовлиянием почвенного микро-.
Ссцеясза формируемого растением и действием на него внесенных; удобре- '
ний.В сбзем • виде.влияние' различных -видов,доз и систем удобрений на
изучаемые агрономически Банные группы.почвенной микрофлоры выражаетсяв увеличении численности.Размеры увеличения зависят,от количества,ка-,'
честна и соотношения питательных элементов во вносимых.в почву удобре- ,
киях-и колеблются.в пределах 15-452.В редких случаях отмечено увеличение численности на порядок. '• : •'•'. . ' •.-':"•'.
:";. : V •--• . ',"'.
Поскольку удобрения действуют на почвенную микрофлору,В основном
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
однотипно.а. действие растений неоднозначно,то положи:?льный' эффект от
'- действия удобрений достигается тогда/когда удобрения стимулируют зх'••• тивность агрономически Еатшых групп:микроорганизмов,а, следовательно,и
процессов,которые в силу особенностей возделываемой культуры были подавлены. Отрицательный эффект связан с активизацией,как в случае с са. харной свеклой,отрицательных сторон микробоценоза,формируемого, растением. С этими особенностями взаимодействия'внесенных удобрений и почвенного микронаселения тесно связан как фитосанитарные проблемы,так и
проблемы питания растений и воспроизводства плодородия ПОЧЕЫ.
.. '; При возделывании сельскохозяйственных растений в условиях плодос-.
мена, когда отрицательные факторы бессменной культуры нивелируются благодаря чередованию растений,удобрения выступают в основном как фактор
активизации агрономически ватшых групп микрофлоры, осуществляемых ими
' процессов и возврата в ПОЧЕУ питательных, элементов,вкнесенньк с урока-'
е м . -
•
•
.
'
•
'
'
•
•
.
•
'
•
•
'
•
Экспериментальные материалы.по Есем изучаемым параметрам,характеризующим изменение- плодородия,полученные в схемах 7-польного свекловичного (ЗЗХ сахарной свеклы),8-польных свекловичных (25 и 332 сахарной свеклы),зернопропаиного и зерно-травопольных севооборотов показа, ли.что внесение как одних минеральных удобрений.так и совместно с навозом, увеличивало не только численность микроорганизмов,осуществляющих
•.; минерализацию-синтез органических азотсодержащих соединений,но и положительно сказывалось на численности целлюдозоразрушаюдай и азотфиксирующей микрофлоры.
' •
.
Различия в действии внесенных в ПОЧЕУ удобрений заключались в перестройке, происходящей внутри сообаества.в основе которой заключено
изменение налравленности процессов мкнерализации-сантеза.Количестгенные параметры почвенного микробоценоза,в целом,изменялись незначительно. . • . .- • " ' . ' ' . . "
•
' •
Содержание гумуса и валового азота стабилизировалось на уровне
.1.85-1.9Z,0,111-0,1182.При этом в почзе.Св слое 0-40 см) устойчиво по, Еышалось содержание. нитратов( в 1,2-2,2 раза),легкогидролизуемого.азо._ та - ( в 1,1-1,8 раза)..особенно в схемах пропашных севооборотов.
Таким образом,эффективность удобрений в монокультурах в значительной мере определяется совместимостью действия удобрений" на сооб. щество почвенной' микрофлоры,сформировавшееся под той :аш иной сельско. хозяйственной культурой.Под совместимостью мы понимает!.-способность той
или Ч яной -. системы'.удобрений устранять негативное влияние культуры на
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
почвенный микробоценоз.Например,действие удобрений на жизнедеятель"кость сообществ почвенных микроорганизмов под озимой пшеницей совместимо, т. к. активизирует процессы минерализации,которые тормозятся в силу физиолого-биохимических свойств и агротехнических особенностей возделывания этого растения,под сахарной свеклой - несовместимо, т.к. минерализационная направленность почвенного микробоценоза активируется
внесенными удобрениями.При этом активируются и фитопатогенные микроорганизмы.
•
• '
'...''"
•.•:'.
В севооборотах ' отрицательные стороны фактора совместимости удобрений и культуры нивелируются чередованием растений,положительные же
моменты'проявляются наиболее сильно.При этом удобрения активируют процессы минерализации-синтеза, не изменяя динамики микробиологических
процессов, определяемой влиянием возделываемого растения.
. . .
Влияние приемов основной обработки почвы на почвенно-мккробиологическке процессы в севооборотах.
•
•.
Исследования по сравнительному изучению влияния различных, систем
основной обработки почвы на численность агрономически важных групп '
микробсценоза,биохимическую активность,изменение гумусового • режима, азотного фонда почв и продуктивность культур проводились в базовой
схеме 8-полького севооборота.Изучались "системы основной обработки почЕ Ы с применением двухъярусной вспашки,отвальной вспашки с почвоуглублением и сочетание безотвальной Еспааки с отвальной.В качестве контроля применялась система вспашки плугом с предплужником. •; -\
Наивысшая продуктивность севооборота была в варианте системы отвальной Еспашкл с почвоуглублением • (0-30+10см) .Особенно .возрастала
урожайность после' почвоуглубляющих обработок Слюцерна,кукуруза).Прибавки урожая составили соответственно 66 ц/га сухой массы люцерны и 10
ц/га зерна кукурузы.В последействии глубокие обработки также обеспечили существенные прибавки урожая.Положительно влияла на' продуктивность,
культур и система с применением двухъярусных вспашек.Урожай сухой массы люцерны увеличился на 37 ц/га,озимой пшеницы на 1,7,кукурузы на 7.7
ц/га.Система безотвальных обработок отрицательно влияла в основном на
урожай сахарной свеклы.Снижение урожая составило от 14 до'17 ц/га. ' ',"
Общая биогенность почвы и численность изучаемых агрономически
важных групп почвенной микрофлоры в корнеобитаемом слое почвы,в сред-'
нем за ротацию севооборота,практически была одинаковой по всем изучаемым вариантам.Изменения в'сторону увеличения активности микробиологи-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ческих и биохимических процессов отмечались в ежегодной сезонной динамике тех слоев,в котсрые запахивались корневые и пожнивные .раститель. ные остатки.При почвоуглублении увеличивалась биогенность подпахотного
слоя,при двухъярусной обработке - горизонтов в которые перемещался
верхний слой ПОЧБЫ.ПРИ этом разница в численности между слоями П О Ч Е Ы
колебалась в пределах 15-27Z.B этих слоях отмечены наиболее интенсивно
идущие процессы минерализации-синтеза гумуса с которыми.тесно взаимосвязано изменение минеральных и легкоминерализуемых форм азота (рис.8,9,
10).Как правило,расход гумуса,сопровождался увеличением минерального
азота и его легкоминерализуемых форм и наоборот.При этом изменения
азотного фонда,отмеченные под- чередующимися растениями,зависели от
влияния возделываемой в данный момент культуры и особенностей разлагающейся , в почве Оитомассы предшественника.Так,под озимой'пшеницей,идущей по пласту траз, существенное накопление гумуса отмечено при резком
. увеличении, количества минеральных и легкоминерализуемых Ферм азота.Псд
2-й озимой пшеницей;идущей после сахарной свеклы,накопление гумуса
сопроовохдалось резким снижением содержания минерального и легкомикелизуемых форм азота.
.
;•
. •
'
Ркс.9.Влияние различных систем
основной обработки•почвы в севообороте на динамику гумуса
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис.10.Влияние различных - систем
основной обработки почвы в- севообороте на динакику , нитратного азота в почве
•;-;"
1L •
ш
1Л</
f»»w*o«
и>«**мм|
плоско*юм
•
.
.
'
,
Различия в процессах трансформации азотистых соединений связаны С
влиянием предшественников.В первом слууае - это трансформация-богатых
азотом пожнивных остатков пласта люцерны при которой образовываюсь
значительные количества азота.Во втором - использование и закрепление.
в -счве минеральных форм азота,образовавшихся в,результате минерализаПГ-Н---С--' активности почвенного - микробоценоза под сахарной свеклой и .
перевод их в органические формы в процессе трансформации богатой углеродом фитомассы озимой пшеницы. . V
.
'
•.'.'•
•" '
Под сахарной свеклой • в'. результате минерализационной активности ,
„ е „ с . а ^ т увеличивалось содержание минерального азота.а содерханяе
гумуса и^легияошерализуёмых форм азота снижалось.Отмечена тесная кор-е'ятиЕная связь ежегодной сезонной динамики гумуса и инвертазной ак~и'но—и почвы (г=0 30-0.80 в различных.вариантах).Наибольшая корреляция' отмечена в системе отвальных вспашек с почвоуглублением (горизонты
Ai-r-0 6Sir0 33-A2-r-0.V2±0,34).При.'введении плоскорезных обработок теснота корреляционных связей снижалась (А1-г-0.52±0.4;А2-г>0.56*0.4).- .
Определение изменения группового состава гумуса пол влиянием^раз-^•ых систем основной обработки' почвы в базовой схеме севооборота ^розе-е-нке в конце ротацда=под сахарной.свеклой подтвердили вывод
-34-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
о ЕЫСОКОЙ ПОДЕИХНОСТИ гуминовых соединений в сросаемыч сероземах под
культурами минерализаторами в севообороте при интенсивных обработках
ПОЧБЫ.
Таким образом,в опытах установлено,что интенсивные обработки активизируют процессы разрушения органического весества почЕы.За счет
этого улучшается питательный режим возделываемых культур.повышается их
продуктивность.Обработки без оборота пласта,снижали активность микро- •
биологических процессов минерализации-синтеза,отрицательно сказывались
на урожае растений с высокой требовательностью к условиям выразигания.Следовательно,приемы основной обработка почвы являются одним из
эффективных способов регулирования активности трансформации органических и минеральных веществ,особенно в системе плодосмена.
Восстановление производительной способности утомленных почв..
Оропаемая пашня используется с оче:.т> высокой степенью интенсиз" ности возделывания ценных технических культур,что ведет к потере ее
плодородия.Эта проблема . обостряется при ведении земледелия в мелких
•• фермерских и крестьянских хозяйствах.
Основываясь на обобщении роли каждого из элементов агротехники в
изменении направленности почвенно-биологическкх процессов,определяющих
накопление или расход элементов почвенного плодородия,была поставлена
задача испытать в посевом опыте агротехническую систему оптимизации
•и воспроизводства плодородия,утраченного в результате возделывания в
длительной монокультуре озимой г.аеницы,сахарной свеклы и кукурузы. Для
достижения поставленной цели на утомленных почвах ЕозделыЕались растения, резко различатениеся по химическому составу фитомассы.растительные
остатки (солома,сидераты) которых запахивались в почву.
Стационарный опыт был заложен на почвенных фонах,сформированных в
результате 7-летнего бессменного возделывания озимой пшеница,сахарной
свеклы и. кукурузы,на фоне длительного внесения рекомендованной для
данной' зоны минеральной системы удобрений и на фоне.не получавшем в
течение 7 лет удобрений.
Во время проведения опыта под все возделываемые культуры,во Есех
вариантах,независимо от почвенного фона,вносились минеральные удобрения согласно существующим рекомендациям.
•
В качестве контроля изучалось звено.базовой cxeva севооборота:ячмень+,тоцерна,2 года люцерна,озимая пленица,сахарная сьекла.Для сравне:
ния с ионокультурой был введен второй контроль - монокультура сахарной
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
свеклы.
•
Посевы озимой пшеницы использовались в качестве основного средства оптимизирующего микробиологические процессы в свеклоутомленной
почве в сочетании с пожнивными посевами ячменя на зеленый корм и сидерат,запаской соломы озимой пшеницы,внесением навоза.. '
Анализ ежегодной сезонной динамики изменения численности микроор-'
г анизмсв,усваивающих органические и минеральные формы азота,под влиянием различных агротехнических систем выявил,что определяющее влияние
на изменение .. характера численности оказывали возделываемые растения и
применяемые агротехнические приемы.Предшественники не оказывали существенного влияния на изменение характера динамических кривых,определяя
в то же время уровень численности микроорганизмов под той или иной
возделываемой культурой.
' ,
В обцем виде развитие почвенной микрофлоры подчинялось закономерностям, отмеченным при обсуждении влияния монокультур,севооборота,фитомассы различных растений.При возделывании культуры.о широким соотношением. С: К и внесении растительных материалов такого-же состава в почву, утомленную длительным возделыванием сахарной свеклы,отмечено уменьшение численности минерализаторов и иммобилизаторсв в 1.5 раза по
сравнению с монокультурой и доведения ее до значений,зафиксированных в
контроле под люцерной 3 года жизни.На длительно удобрявшемся фоне регулирующее влияние соломы,сидератов и возделываемой культуры еще более
. выражено.
.
'
.
'
Реакция микроорганизмов,трансформирующих органические и минеральные Формы азота,на изучаемые агромероприятия по фону длительной монокультуры озимой псеницы.была адекватной закономерностям,выявленным при
изучении плодосмена и внесении фитомассы в микрополевом опыте.В первый
период опыта до возделывания культуры с узким соотношением C:N (сахарной сгеклы) они снижали их численность до минимума по сравнению с друТ'/АГЛ фенами.После возделывания сахарной свеклы численность микроорган/гмоЕ, в последействии под 2-й озимой пшеницей,резко возрастала.В
этом ярко проявился эффект плодосмена.
'
. . • ;..'
'• •
Изменение численности азотобактера, цел.чюлозоразрушающих и спорооСразужщкх микроорганизмов было слабо связано с влиянием возделываемой
. культуры.Численность в . значительной мере определялась почвенным фонем,внесением в почву растительных остатков,органических и минеральныхудобрений.Особенно положительно влияла на общий уровень их численности;
степень скультуренности почвы.По -длительно, удобрявшемуся почвенному
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
фону она возрастала в 1.3-1.8 раз.
Ежегодная сезонная динамика гумуса,в наием опыте,определялась видовыми особенностями,порядком чередования сельскохозяйственных растений и характером применяемых агротехнических мероприятий.В ззеке сеЕооборота (контроль),динамика гумуса существенно не отличалась от отмеченной выше при обсуждении "базовой" сх^мы севооборота.При ' существенных различиях в стартовых уровнях • гумуса по изучаема предшественникам
(по монокультуре озимой пшеницы 1,79%,кукурузы 1.6SX,сахарной свеклы
.1.57Z), к концу 3-х-летнего периода возделывания люцерны,содержание
гумуса по фонам монокультуры озимой .пиеници, и кукурузы практически
сравнялось,а по фону монокультуры сахарной'свеклы максимум накопления
под травами был зафиксирован в конце 2-го года жизни .люцерны.На 3-й
год содержание гумуса в почЕе под люцерной по этому фену снижалась.Это
мы связываем с резко отрицательной реакцией люцерны на возделывание ее
после бессменной сахарной свеклы,накоплением ©итотоксичееккх кгкроср' ганизмов.фитопатогенных грибов и снижением ее продуктивности.
После распажи пласта, наиболее эффективно процессы минерализации-синтеза проходили по фонам монокультуры озимой пшеницы • и кукуругы.Минимальная активность их была зафиксирована по Оону длительной v.o• нокультуры сахарной свеклы.Причем по фону монокультуры озимой пшеницы
' более активно шли процессы синтеза и менее активно минерализации,а по
фону монокультуры кукурузы,наоборот.В далъиейаем под ' сахаркей сгек•дей гумус,синтезированный в результате закрепления азота пласта трав
под озимой пгеницей,интенсивно минерализовался и наиболее активно - 'по
Оону монокультуры озимой пшеницы.
Возделывание в течение 2-х лет озимой пшеницы с запашкой солсмы и
посевом ячменя на зеленый корм на фоне высоких 'доз минеральных удобрений способствовало увеличению содержания гумуса по фону мснокультуры
озимой пшеницы на 0.18Х за 2 года.Запашка соломы и-зеленой массы ячме. ня под сахарную свеклу'по ..лительно неудобрявшейся почве способствовало накоплению гумуса в течение, вегетации,т.е. внесение- органических
материалов с широким соотношением C:N под возделываемую культуру с узким соотношением C:N в фитомассе способствовало переориентации направленности деятельности почвенного микробоценоза с минерализационной на
• иммобилизационную.По длительно удобрявшемуся фону эта. закономерность
отмечена под 2-й сахарной свеклой. •
.
-.•'••
. у-'Зо 2-м "оздоровительном" звене (однократный посёз' озимой пшеницы
. с •згпашкой соломы.сидерацией,внесением навоза и пожаивными посевами
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ячменя на зеленый корм),процессы накопления гумуса на неудобренном фоне интенсивно проходили в следующий за ним зимне-ранневесенний период. Ка удобренном фоне,процесс гумусообрагоЕания усиливался под ' сахарной свеклой.
' " - . • .
Наибольшей способностью к минерализации обладали гумусовые вещества, образующиеся по фону монокультуры кукурузы, особенно в вариантах сидерации (до 0.4% га 2 года).Гумус,образующийся по фону монокультуры озимой пгеницы обладал меньшей способностью к минерализации,а его
уровень в течение Есего опыта был самый высокий.Самый низкий уровень
гумускрсзанности.почвы был по фону монокультуры сахарной свеклы.К концу опыта (через 5 лет) содержание гумуса по изучаемым фонам практичес:
ки выравнивается...'
'
Ежегодная сезонная динамика нитратного,легкоминерализуемого азота
и кнЕертазной активности почвы принципиально не отличается от закономерностей, отмеченных в•севооборотах.Имеются лишь некоторые особенное-,
ти,связанные с активацией разложения свежего органического материала
сидератов и пожнивных• остатков• после уборки ячменя на зеленый
корм.После их запашки,в почве резко увеличивается количество нитратов
и легкогидрелизуемого азота.В этом плане выделяется фон монокультуры
кукурузы,что лишний раз подтверждает вывод о высокой мобильности почЕенного органического вещества формируг'иегося по фону длительной монокультуры кукурузы.
,
Динамические кривые инвертазной активности,полностью подтверждают
вывод о СБЯЗК уровня гумуса с предшествующей культурой.Максимальная
инвертазная активность отмечена по фону монокультуры, озимой пшеницы, минимальная по фону монокультуры сахарной свеклы.Фон монокультуры
кукурузы за некоторыми исключениями занимал промежуточное положение.
изменения в почвенко-микробиологическом ценозе и стабилизация гумусового режима почвы под влиянием испытанных в опыте агробиологических приемов сопровождались улучшением фитосанитарных свойств почвы.В
2,1-5,2 раза увеличилась антибиотическая и в 10-15 раз миколитическая .
активность ПОЧЕЫ.Снижалась пораженность' корнеплодов сахарной, свеклы
корневыми гнилями.даке по сравнению с их проявлением в варианте "базо. Е С Й " схемы севооборота (6.52 и 11.4Z соответственно).По сравнению, с
вариантом длительной монокультуры сахарной свеклы,пораженность.корнеп.чодоз снизилась в 3.5 раз.Урожайность корнеплодов сахарной свеклы была
на уровне,подученном в севооборотном ЗЕене.а па сравнению с монокультурой сахарной свеклы,урожай увеличился в 2,8 раз.На 2,3-6,1% возраста-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ла сахаристость корнеплодов.
.
Таким образом.испытание системы агротехнических мероприятий.основывающейся на выявленных в ходе данного исследования закономерностях
показало принципиальную ^возможность и пути создания. агробиологической
системы воспроизводства эффективного и потенциального плодородия орошаемых северных обыкновенных сероземов,
'
.
..
' . .
.
' '.
ВЫВОДЫ. .
1.Установлено,что в ризосфере и почве под растениями полевой
культуры . формируются присущие им соотношения агрономически ватшых
групп почвенной микрофлоры,определяющие фитосачитарную обстановку и
условия почвенного плодородия.Наиболее активно селекционирующие СЕОЙСтва растений по отношению к почвенному микронаселени»,проявляются в
длительных монокультурах,под влиянием которых одностороннее развитие
почвенного микробоценоза приводит к снижению потенциального и эффективного' плодородия почвы.Усиливается фитотоксическая активность,численность и вредоносность фитопатогенных организмов.
2.Монокультура сахарной свеклы резко сужает разнооОразие видов
микробоценоза,при этом увеличивая численность доминантных групп одиготрофных микроорганизмов,усиливающих процессы минерализации.На порядок увеличивается количество микромицетов. В,результате'снижения численности и активности микробов-антагонистов преимущество £ разЕитки
•получают фитопатогенкые микроорганизмы.Увеличивается порзженность корнеплодов корневыми, г нилям^г, у рожай катастрофически снижается до полнЬй
потери эффективного плодородия почвы на 10 -й год монокультуры.
З.Под бессменной озимой пшеницей снижается численность агрономически важных групп почвенной микрофлоры.активизируются процессы закрепления минерального азота в органическую форму,увеличивается количество микромицетов выделяющих'в почву фитотоксичные соединения.что
• ухудшает, условия питания растений и способствует снижению урожая.
4:Свойство кукурузы Еыдерживать длительную монокультуру без существенного снижения продуктивности связано со способностью почвенного
микробоценоза,формирующегося под ней,к сбалансированному течению процессов минерализации-синтеза органических азотсодержащих соединений
при условии достаточного поступления в почву минеральных 'удобрений,а
• также . прогрессирующим,с годами, увеличением численности и активности
жизнедеятельности азотфиксаторов.. • ' '
V.'.
-..'..;.• -'.-'.о.Установлено,что основным фактором.определяющим""воздействие рас•.'•.
• ' " ^ й ж ^ ^
•:.'
••'•'.:"••
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тек:::": на пс-хпенну» микрофлору и отбор доминирующих видов, являются раз„г,г;ия в химическом составе их прижизненных корневых выделений,корневого спада и фнтсмассы.поступнекей в почву с пожнивными остатками.ВосстансЕлекие нарушенного монокультурами биологического равновесия в почге.как правило,достигалось Екесекием в почву фитомассы растений резко
различатазкся по химическому составу с предшественником
6.Установлено,что чередование в севообороте растений с широким ' иузким•соотношением C:N в фитомзссе,способствует оптимизации микробоцеяогз.В результате,Е такой схеме достигается регулирование-оптимального
соотношения агрономически ватных групп почвенной микрофлоры определяющих процессы питания растений,биохимические,фитотоксические и фитосанктарные С Е О Й С Т Е З ПСЧЕЫ.
"'
'
• •'
7.Наиболее благоприятные условия для накопления в почве органического вещества создаются под. культурами сплавного сева- люцерной
и,при знесении минеральных удобрений озимой пшеницей и ячменем.При чередовании этих культур с растениями,имеющими преимущественно минерали-,
заиленную• направленность деятельности микрсбоценоза . (сахарная . свекла, кукуруза), достигается, оптимизация гумусового режима в почве,когда
расхсд гумуса под растениями с минерализааионной активностью ,микробоцексга, компенсируется новообразованием его под растениями с иммобилигааяснными свойствами мккробоценоза. '' .." ~
.
3.Минеральные удобрения активизируют численность агрономически
взжых групп почвенной микрофлоры и процессов, ими осуществляемых.Под
бессменными культурами кукурузы и. озимой пшеницы удобрения снижали
Есчгеутсмление,нивелируя отрицательные, стороны • развития сообщества
почвенной микрофлоры.Под бессменной сахарной СЕеклой действие их было •
негативным т.к. увеличивало численность доминирующих групп микробоценога.что усиливало его отрицательное воздействие на растения.В севообороте, действие удобрений проявлялось в активизации процессов минерализации-синтеза органических азотистых соединений почвы и улучшения за
счет этсго питания растений.
.-•,
•
,...
Э.Приемы основной обработки,,так же как и удобрения,повышали численность агрономически важных групп почвенной микрофлоры.Особенно ак-..'
тивнъ! в этом отношении приемы углубления пахотного горизонта и двухъярусная вспашка. При этом отмечался активный расход гумуса под сахарной
свеклой и кукурузой.Обработка орошаемых сероземов без оборота пласта,
плоскорезом КПГ-250,по сравнению с отвальными обработками,снижала численность агрономически важных групп почвенной микрофлоры,интенсивност,ь .' .'. ' ..'..-
:
"•• •
- J / O -
:<
~-
:.•.•
- V / . ,...\i
• ' .'•; У . .•
••'
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
расхода гумуса и продуктивность культур севооборота.
. ," •
10.Разработана система агротехнических мероприятий по.воспроизводству плодородия утраченного под длительными монокультурами сахарной
свеклы,кукурузы и озимой пяеницы.которая оптимизировала гумусовый режим, снижала пораженное» корнеплодов сахарной СЕеклы корневыми гнклями на 6,5-11,«.обеспечила урожайность. сахарной 'свеклы на уровне полученном в ."базовой" схеме севооборота,а по сравнению с монокультурой
увеличила его в 2,8 раз.Сахаристость корнеплодов увеличивалась на
2.3-6.1Х.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАЕОТЫ В НИР.
На основе обобщенных в диссертации экспериментальных материалов
разработана»утверждена на Ученом Совете Киргизского НИИ земледелия и
включена в темплан института на 1991-1995 г. программа НИР:"изучить
микробиологические процессы и обосновать биологические способы воспроизводства плодородия почв при производстве экологически чистой продукции растениеводства".Исследования по этой программе проводятся с 1991
года в стационарном полевом опыте.В рамках этого опыта проводились
исследования по программе "Интербиоазот" с Всеросскским НИИ с/х микробиологии по теме:"Изучить микробиологические процессы и разработать
методы воспроизводства биологического азота в почве".
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.
.
'
1.При проектировании и введении ПОЧЕОЗЭДИТНЫХ схем севооборотов
основным правилом подбора чередующихся сельскохозяйственных культур
является принцип различия химического состава фитомассы эт1« раст'е-'
ний,выраженный в соотношении углерода к ззоту.Особенно строго этот
принцип следует соблюдать при проектировании коротких схем плодосмена
в ограниченных по территории фермерских и крестьянских хозяйствах.
2.В'травопольных и свекловичных севооборотах посевы злачовых культур сплошного сева (озимая паеница,ячмень и др.) имеютреиаацее
значение как экологически ватлое звено стабилизации гумусового режима
почв,сохранения от потерь азота,накопленного травами и внесенного с
удобрениями,а также какфитосанитарные культуры для ©ахарной свеклы и
л ю ц е р н ы » •:••:•.
..
. .
:
•
• ..- ' 'J. Рекомендована разработанная опытной сетью института земледелия
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
схема плодосмена: ячмень+люцерна,2 года люцерна,озимая пшеница,сахарная
свекла,озимая пшеница,сахарная свекла,как базовая почвозащитная,наиболее эффективно оптимизирующая почвенно-биологические процессы востро- ;
изводства-расходования плодородия.
'
. "
4.Лля устранения отрицательных последствий насыщения, свеклокультурой орошаемой пашни,- рекомендовано применять разработанную агробиологическую систему воспроизводства плодородия почв,заключающуюся Я
массированном внесении в свеклоутомленную почву фитомассы с широкиу
соотношением С: N,пожнивных посевов и сидерации таких растений. • . •'.
5.Факторы интенсификации
сельскохозяйственного
производства
(удобрения,приемы основной обработки почвы) не устраняют,а иногда даже
усиливают проявление почвоутомления под сахарной свеклой.Поэтому,необходимо полностью устранить из сельскохозяйственной практики ее повторные посевы.
. •
Повторное Еозделывание озимой пиеницы и кукурузы возможно лишь .
при применении оптимальных систем удобрений и защиты растений от . вредителей и болезной.
'
.• .
,
СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.
1. Алехин В.Г." Влияние удобрений нл_ активность минерализаторов
почвенного органического вещества //Сб. тр.молодых ученых КиргНШ земледелия. -Фрунзе, 1963,вып. 1.-С.4.1-45. ' • ".
' •
..
С.Алехин В.Г..Тимофеев В.А. Микронаселение сероземов при бессменком возделывании сельскохозяйственных культур //Тр. КиргНЖЗ. -Фрунзе, 1969, вып. 8. -С.22-30.
.
" .... '
-'
'
З.Алехин В.Г..Тимофеев В.А. Биохимические и микробиологические
• процессы в сероземах обыкновенных при различном возделывании сельскохозяйственных культур //Сб.тр. молодых ученых КиргНИИ земледе:
лия. -Срунзе, 1970, вып. 3. -С. 85-91.,
'
_ ^
•'..'
" 4.Алехин В.Г. Характер микронасеяения сероземов в различных условиях
культивирования
растений //Тр.КиргНИИ земледелия.-Фрун- .
зе.1974,ЕЫП.7.С.192-19б.
. /
'
.
•,',"..
,•'•'• Г
^, ' Г.
' . '
5.Алехин В.Г. . Микронаселение" обыкновенных сероземов в различных
условиях культивирования растений //Тез.докл.рег.совещ.по итогам работы географич.сети опытов с '"удобр. республик Ср.Азии и Казахстана.-Фрунзе, 1973.С. 164-1С6.
• .-. - .' . .: •
,'
' . ?
б.Алехин В.Г..Тимофеев В.А. Изменение численности почвенных- Сак-:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
терий в зависимости от влияния возделываемой ку.'ьтуры л гг^
ка//Тез.докл.научя.произв.конф. молодых ученых.-Срунге,1975.-С.C3-S9
7.Алехин В.Г..Альховская Т.О..Матяшов В.Л. О бгагог/чгских факторах свеклоутомления почв Чуйской долины Киргизской ССР//Седьсчое хозяйство Киргизии.-1978.-N 2.С.24-25.
З.Алехин В.Г. Микробиологические процессы под бессменной сахарной
свеклой при внесении в почву почвоулучшаюиих добавок и перемещении
почвенных горизонтов //КиргНТИ.ИиФ листок N 190.-Фрунзе,1SSO.-6 с.
9.Алехин В.Г..Алехина Л.В. Почвеяно-микробиодогические Факторы
изменения плодородия серосемов Киргизии пои влиянием длительного гр:<менения удобрений//Тез.докл.Всес.совеоания /ПУТИ повышения продуктивности зеиледелия и почвенного плодородия и задачи географической сети
опытов с удобрениями в 11 пятилетке.-Москва.1980.-С.114.
Ю.Алехин В.Г..Алехина Л.В. Роль минеральных удобрении в псчвенно-биологических процессах трансформации азота при различных способах
возделывания сельскохозяйственных культур на сероземах Кгргизии//Тр.КиргНИИ земледелия.-Фрунзе.1981.вып.18.-С.167-174.
11.Алехин В.Г.,Альховская Т.Ф.«Корнева Н.Г. Стратегия борьбы за
урожай.Почвоутомление - основная причина снижения производств^ сахарной свеклы //Сельское хозяйство Киргизии.-1982,N 7.-С.С1-23.
12.Алехин В.Г. Численность олиготрофных бактерий под сахар1 ой
свеклой в севообороте и при бессменном выращивании //Тр.ВНИИ с/х микробиология. -Ленинград.1983,вып.53.-С.41-48.
13.Алехин В.Г..Болокбаев Ы.Б .Мартынова Л.И..Аманова М.А Основная обработка почвы в зернопропашном звене севооборота.-Фрунзе. 1983.-19 с.
14.Алехин В.Г..Шайыков К.Ш..Корнева Н.Г..Охрименко н П. и др.Рекомендашш по совершенствованию севооборотов в Киргизии. -Фрунее.1984.85 с.
15.Алехин В.Г..Шайыков К.Ш..Корвева Н.Г..Корнев И.Д..Кожеков Д.К.
и др. Рекомендации по повышению плодородия почв Киргизии.-Фрунзе. 1984.-112 С.
16.Алехин В.Г.,Алехина Л.В. Регулирование численности почвенной
микрофлоры в свекловичных севооборотах на орошаемых сероземах Кирг.ССР
//Теа.докл.7 делег.съезда ВОП.-Ташкент.1985.-с.144.
17.Алехин В.Г. Регулирование микробиологической активности и содержания ^органического вещества в орошаемых сероземах Киргизии
с/х мюфобиологии.-Ленинград,198В.вып.56.-с.73-83.
-43-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13.Алехин В.Г..Алехина Л.В..ОхрименкоН.П. Основа повышения плодородия полуобеспеченной Согары .Чуйской долины //Тр.КирНИИ земледелия.-Фрунзе.1985,Еып.22.-С.29-40.
.
•
• ..
„
19.Алехин В.Г..Алехина Л.В.,Аманова М.А. Оптимизация почвенно-биологических процессов и эффективного плодородия сероземов при интен-*
СИБНОМ. . земледедии//Тр.Кирг.НШ земледелия. -Фрунзе,1986,вып.23.-С.
61-72.
. .
,
.
•.
СО.Алехин В.Г..Корнева Н.Г.,Богатырева Г.Д..Пирогова Н.Н. и др.
Справочник по применению удобрений //Кыргызстан:Фрунзе,1987.120 с, ,
21.Алехин В.Г..Алехина Л.В. Поле приказам не подчиняется //Сельское хозяйство Киргизии.-1988.-N10.С.18-22..
. .: •
22.Алехин В.Г..Алехина Л.В..Охрименко Н.П. Изменение плодородия
богарных светлых сероземов под влиянием длительного применения удобрений //Тр.КиргНИИ земледелия.Фрунзе, 1987,вып.24.-С.43-49. ' • ••• • 23.Алехин,В.Г..Корнев Н.Д..Богатырева Г.Л. и др.Система земледелия колхоза. "Победа" Ленинпольского.. района ..//Кыргызстан:Фрун-'
зе,1983.-48 с.
'
.
. ' . • • - • ' • • • '
•
-'•••'
24.Алехин В.Г,,Торокулова А.,Журавлева Л.П. Изменение агрофизических СБОЙСТВ и минералогического состава почв .земледельческих зон
Киргизии при длительном применении удобрений.//Тр.КиргНИИ земледелия. Срунзе,19о8,Еып.25.-С.33-42. ..
•
•
" ''• . I
: •• . ,
25.Алехин В.Г.,Алехина Л.В..Охриыенко Н.П.• Изменение плодородия
орошаемых и богарных почв в различных схемах севооборотов при длительном , применении удобрений//Тр.КиргНИИ
земледелия.Фрунзе.1988, вып.
25.-С.43-49.
._.'.,
•, . .
..•-...:• /•• V - •
•: •;-'
26.Алехин В.Г..Алехина Л.В.,Аманова М.А. Синтез и минерализация
гумуса под культурами севооборотов в . орошаемом > сероземе//Тр.КиргНИИ
земледелия.ФрунзеД990,вып.27.-С.101-103.
•'..'.
'.-. -27.Алехин В.Г.,Воронова Р.П..Султанбаева Г.Изменение качественного состава гумуса при различных системах обработки орошаемых сероземов
//Тр.КиргНИИ земледелия.Фрунзе,1990;вып.27.-С.72-83.
'' 28.Алехин В.Г..Алехина Л.В. Регулирование микробиологических процессов в севооборотах //Вестник сельскохозяйственной науки.М.-1990.
>11-С. 56-62. .
-
, • • ' . '
' • ' • • . ;:
" -
29.Алехин В.Г..Алехина Л.В..Сатаева В. Влияние различных систем .
основной обработки почвы в севообороте на процессы трансформации азота
//Тр.КиргНИИ земледелия.Фрунзе.1991.вып.28.-С.196-212. '
' ~
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
%
30. Алехин В. Г., Алехина Л. В., Дюйшеналиева Ж. Агробиологические способы воспроизводства плодородия почв
после длительных монокультур//Тр. КиргНИИ земледелия.
Фрунзе, 1991, вып. 28. — С . 213—229.
31. Алехин В. Г., Алехина Л. В. Роль удобрений в регулировании почвенно-биологических процессов воспроизводства плодородия почв в агроценозах//1р. КнргНИИ земледелия. Фрунзе, 1993, вып. 30. — С. 12—27.
32. Алехин В. Г., Алехина Л. В. Растения — регуляторы
микробиологических процессов воспроизводства плодородия
почв//Тр. Сургутского государственного университета. Сургут, 1995, вып. 1. — С . 184—203.
Объем 23Д п. л.
Заказ 1291
Тираж 100
Типография издательства МСХА им. К- А. Тимирязева
127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
4
Размер файла
2 400 Кб
Теги
2157
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа