Размещено на http://www.allbest.ru/

Ферментативная активность чернозема выщелоченного при различных способах его обработки

Н. В. Дульцева

Представлены данные по ферментативной активности чернозема выщелоченного при изучении технологии нулевой обработки почвы (No-Till) в сравнении с зональными и минимальными. Минимизация обработки в целом положительно сказывается на ферментативную активность почвы, что в свою очередь влияет на увеличение естественного плодородия почв.

При разработке энергосберегающих технологий возделывания зерновых сельскохозяйственных культур возникла необходимость проведения исследований по оптимизации приемов воспроизводства почвенного плодородия.

Исследования проводились, начиная с 2006 года, в рамках целевой программы по изучению технологии нулевой обработки почвы (No-Till) в сравнении с зональными и минимальными в КФХ «Печерина С.В.» Ленинск-Кузнецкого района Кемеровской области, относящемся к центральной лесостепи Кузнецкой котловины. В качестве объекта исследования выбран чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый. Характерной особенностью черноземов Сибири является высокая динамичность микробиологических процессов.

Цель - изучить ферментативную активность чернозема выщелоченного при различных способах его обработки.

В задачи исследований входило изучить влияние минимальной и нулевой обработки почвы, в сравнении с зональной, на микробиоту почвы и ее ферментативную активность.

Исследования проводились по общепринятым методам изучения ферментативной активности (Хазиев, 2005).

Метеорологические условия в годы проведения опыта были разнообразны и довольно полно отображали климатические особенности остепненной и лесостепной зоны Кузнецкой котловины.

Одним из основных факторов, влияющих на плодородие почвы, является ее ферментативная активность, которую можно использовать в качестве диагностического показателя плодородия различных почв, потому что активность ферментов отражает не только биологические свойства почвы, но и их изменения под влиянием агроэкологических факторов.

Тестовыми ферментами, присутствующими почти у всех почвенных микроорганизмов, являются фосфатаза, каталаза, амилаза.

Суммарная фосфатазная активность почвы зависит от содержания гумуса и органического фосфора, который является субстратом для фермента, поэтому наиболее высокой фосфатазной активностью характеризуются черноземы. В почвах в большом количестве имеется фосфор в форме органических соединений, поступающий с отмирающими остатками растений, животных и микроорганизмов. Высвобождение фосфорной кислоты из этих соединений осуществляется сравнительно узкой группой микроорганизмов, имеющих специфические ферменты фосфатазы

Для изучения фосфатазной активности исследуемой почвы нами в лабораторных условиях в чашках Петри был заложен опыт, в результате которого определяли зону разложения и интенсивность окрашивания зоны разложения (табл. 1).

обработка почва чернозем плодородие

Таблица 1. Фосфатазная активность пахотного горизонта чернозема выщелоченного в зависимости от способа обработки

+ очень слабая

++ слабая

+++ сильная

Анализируя полученные данные, можно сказать, что активность фосфатазы динамична в течение вегетационного периода. В активные фазы роста растений при более высокой температуре почвы и достаточной влажности фосфатазная активность почв максимальна.

В связи с высоким показателями плодородия почвы, фосфатазная активность выше в конце вегетации (после уборки урожая), т.к. фосфатаза - органическая форма, которая зависит от количества оставшихся растительных остатков.

Из таблицы 1 видно, что перед посевом фосфора в почве достаточно, наибольшей фосфатазной активностью в июле, сентябре обладают варианты с нулевой обработкой почв (27,6-29,6 мм), имея явное преимущество по сравнению с классической обработкой (25,3-27,3 мм).

Интенсивность окрашивания зоны разложения показывает степень разложения органических фосфатов, т.о. наивысшая степень разложения представлена на вариантах с нулевой обработкой почвы.

В связи с тем, что все группы почвенной фауны характеризуются повышенной чувствительностью к любым изменениям среды обитания, то даже незначительное вмешательство отражается на их численности и видовом составе, а, следовательно, и на биологической активности почвы в целом. Поэтому фосфатазная активность на варианте «нулевая обработка» была самая низкая и составила 29,6 мм.

Представление об общей ферментативной активности можно получить на основании определения фермента, участвующего в процессах дыхательного обмена - каталазы.

В результате активирующего действия каталазы происходит расщепление токсичной для живых организмов перекиси водорода, образующейся при окислении углеводов, белков и жиров флавопротеиновыми ферментами на воду и свободный кислород. Каталазная активность в значительной степени зависит от агротехнических приемов.

Каталазную активность определяли газометрическим методом, основанным на изменении скорости разложения перекиси водорода при ее взаимодействии с почвой (табл. 2).

Таблица 2. Каталазная активность почвы в зависимости от обработки почвы (мл О2/г почвы за 3 мин)

Данные по каталазной активности почвы свидетельствуют о равномерном распределении фермента в пахотном слое почвы при традиционной обработке. Прямой посев способствовал резкому повышению активности фермента в пахотном слое.

Происходит заметное увеличение каталазной активности в конце вегетационного периода.

Анализируя каталазную активность пахотного горизонта почвы в зависимости от варианта обработки почвы, мы установили достоверное положительное влияние минимизации обработки почвы (активность была выше в среднем на 16-20%).

Более высокая активность каталазы установлена на варианте с минимальной обработкой (5,5).

Фермент амилаза осуществляет гидролиз крахмала, который входит в состав органических остатков, попадающих в почву, поэтому, чем выше амилазная активность (табл. 3), тем выше скорость разложения органики и тем выше плодородие почвы.

Таблица 3. Амилазная активность почвы при различной обработке (диаметр зоны разложения /1 г почвы/сутки)

Из таблицы 3 видно, что на вариантах с классической обработкой происходит увеличение активности фермента к концу вегетационного периода (16,3-17,6 и 17,3-17,4). В целом, к концу вегетации активность выше при нулевой обработке (18,6) и минимальной - 17,9 мм.

Таким образом, минимизация обработки положительно сказывается на амилазной активности почвы опытных участков.

Минимизация обработки в целом положительно сказывается на ферментативной активности почвы, что в свою очередь влияет на увеличение естественного плодородия почв. Таким образом, оптимальным методом обработки является наиболее энергосберегающий метод при условии сохранения биологической активности на уровне не ниже, чем при использовании традиционных методов воспроизводства почвенного плодородия.

Результаты работы служат объективной основой для рекомендации сельскохозяйственному производству Кемеровской области при возделывании зерновых культур использовать технологии нулевой обработки почвы независимо от предшественника и минимальной обработки почвы. Данные технологии поддерживают биологическую активность почвы и ее агрофизические характеристики в пределах оптимальных параметров и позволяют осуществлять рентабельное производство зерна без потери устойчивости агроэкосистем.

Литература

1. Методы изучения почвенных микроорганизмов и их метаболитов / под ред. Н.А. Красильникова. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1966.

2. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв : методическое пособие. - М.: Наука, 1976.

3. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. - М., 2005. - 189 с.

4. Щербакова Т.А. Ферментативная активность почв и трансформация органического вещества. - Минск, 1983. - 222 с.

Размещено на Allbest.ru