Изменение микрофлоры и группового состава гумуса почвы в зависимости от звена севооборота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОФЛОРЫ И ГРУППОВОГО СОСТАВА ГУМУСА ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗВЕНА СЕВООБОРОТА

Турусов В.И.

доктор с.-х. наук, академик РАН,

Сальников Р.В.

аспирант

Научно-исследовательский

институт сельского хозяйства

Центрально-Черноземной полосы

им. В.В. Докучаева,

Каменная Степь, Россия

Аннотация

Выявлены закономерности изменения, микробиологической активности, группового состава гумуса при использовании различных видов паров в севооборотах.

Ключевые слова: севооборот, гумус, углерод органического вещества, групповой состав гумуса, качество зерна, урожайность.

Исследования проводились в стационарных опытах лаборатории эколого-ландшафтных севооборотов ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП» на черноземе обыкновенном, с агрохимической характеристикой слоя 0-40 см: содержание гумуса 6,61%, общего азота - 0,331%, фосфора - 0,210%, калия - 1,80%, сумма поглощенных оснований - 57,0 мг-экв/100 г почвы, рН - 6,58.

В 2016-2018 годы изучались следующие схемы чередования культур и севообороты:

1. Звено севооборота (контроль): Черный пар; озимая пшеница; подсолнечник.

2. Звено севооборота: Горох, озимая пшеница, подсолнечник.

3. Звено севооборота: Сидеральный пар (рапс), озимая пшеница, подсолнечник.

4.Звено севооборота: Многолетние травы (эспарцет), озимая пшеница, подсолнечник.

Образцы почвы отбирались в слое 0-20 см три раза в течение вегетации зерновых: кущение - выход в трубку (июнь), колошение (июль), налив зерна (конец июля). Для выделения и учета микроорганизмов использовали метод подсчета основных физиологических групп микроорганизмов [2].

В свежих образцах учитывали численность микроорганизмов путем высева на твердые питательные среды: мясо-пептонный агар (МПА) для бактерий, утилизирующих органические соединения азота; крахмало-аммиачный (КАА) - для микроорганизмов, потребляющих минеральный азот; содержание в почве водорастворимых форм гумуса - по методу Тюрина, определение группового состава гумуса на вариантах - по методу Кононовой и Бельчиковой.

Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем [4]. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение, состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием и служит основой сельского хозяйства во всем мире [1]. Ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы, как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества [3].

Сегодня у нас в стране практически не осталось здоровых почв. В настоящее время появился и используется термин «мертвые черноземы». Использование химической модели земледелия привело к биологической деградации почв и в некоторых почвах отдельные виды микроорганизмов находятся на грани исчезновения. Их место занимают микроорганизмы, нетипичные для почвообразовательных процессов и неспособные к взаимодействию с растениями. Корни растений заселяют микроорганизмы, которые не «кормят» сельскохозяйственные культуры элементами питания, а паразитируют на растительном организме. Последствия показательны: даже при достаточном обеспечении минеральным питанием растения не могут сформировать полноценный урожай высокого качества.

Живая биомасса - один из основных факторов устойчивости и продуктивности почвенных биоценозов, и потеря миллиардов тонн живой биомассы делает общую ситуацию крайне неустойчивой.

По нашим данным, общая численность микроорганизмов и их биохимическая активность увеличиваются в почвах под озимой пшеницей по предшественнику горох и эспарцет 30,08; 28,78 млн КОЕ/г. Параллельно возрастает содержание минерализаторов гумуса - 8,16; 7,85 млн КОЕ/г (таблица 1).

Таблица 1 - Структура микробного ценоза и трансформация органического вещества в почве под озимой пшеницей, млн КОЕ/г. абс. сух почвы, 2016-2018 гг.

*Пм = (МПА + КАА) Ч (МПА/КАА)

микробиологический гумус почва севооборот

О глубине микробиологических превращений азотсодержащих соединений в почве, в зависимости от звена севооборота судили по коэффициенту трансформации органического вещества Пм = (МПА + КАА) Ч (МПА/КАА). Под зерновыми культурами севооборота величина Пм возросла при введении в севооборот гороха, эспарцета от 12,87-12,96 до 13,39-14,38 единиц. Повышенные значения Пм означают, что при введение в севооборот бобовой культуры (гороха, эспарцета) растительные остатки интенсивно трансформируются в органическое вещество почвы. О подобной направленности процесса свидетельствуют данные по накоплению гумуса в исследуемые звеньях севооборотах.

В современных условиях гумус следует рассматривать не как источник питания, которое мы в определенной мере сможем заместить, а в первую очередь основу структуры почвы, формирующую её водные, физические, агрохимические свойства, а так же, как субстанцию, во многом определяющую солевые, микробиологические характеристики. Содержание гумуса в пахотном слое черноземных почв является важным интегральным показателем. Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что содержание гумуса наблюдается в пределах 7,08-7,21%, что свойственно чернозему обыкновенному.

Таблица 2 - Содержание гумуса в среднем по звену севооборота в слое 0-40 см, %,(2016-2018 гг.)

Горох и эспарцет в севооборотах выступают в роли регулирующих культур в накоплении растительных остатков с высоким содержанием азота, тем самым ослабляя риск почвоутомления, а также способствуя пополнению запасов гумуса. Наибольшим его содержанием выделяется звено горох- озимая пшеница-подсолнечник (3,23%).

Введение в севообороты культур с меньшим соотношением C:N в остаточной биомассе одно - и многолетних бобовых трав способствует созданию положительного баланса и устраняет опасность угнетения почвы.

Органо-минеральные соединения в севооборотах № 1,3,4 повышают устойчивость связанного в них углерода органического вещества к микробиологическому расщеплению и обеспечивают устойчивую связь с другими свойствами почвы. Высокая биологическая устойчивость органо-минеральных соединений способствует связыванию и инактивированию глинистыми минералами ферментов, выделяемых микроорганизмами для разложения органического вещества. Обязательным условием обеспечения стабильного земледелия является воспроизводство органического вещества. Оно означает одновременно воспроизводство большей части биологических, агрофизических и агрохимических факторов плодородия.

В данных севооборотах создаются оптимальные гидротермические, биохимические условия для микробиологических процессов, вследствие чего в почве накапливается максимальное количество водорастворимого гумуса.

Состав звена севооборота также повлиял на урожайность и качество зерна. Как показали результаты исследований, за эти годы наиболее эффективными чередованиями в озимом звене являлись черный пар и сидеральный эспарцетовый пар (по 5,2 т/га), тогда как по гороху и рапсу она составила 4,5 и 4,6 т/га соответственно. Зерно озимой пшеницы при содержании в нем сырой клейковины 23-30 % относится к продовольственному классу. По всем предшественникам этот показатель находился в пределах 23,93 - 26,43 %, что позволяет выращенное зерно отнести к продовольственному.

Таблица 3 - Урожайность и качество зерна озимой пшеницы, в среднем за 2016- 2018 гг.

Выводы

В результате проведенных исследований установлено, что при отсутствии в севооборотах бобовых культур в звене озимая пшеница - подсолнечник разложение биомассы культур происходит менее интенсивно, что в дальнейшем может привести к возникновению застойного состояния.

Сидеральный пар (эспарцет) и занятый пар (горох) в севооборотах служат приемом снижения потерь гумуса и воспроизводства эффективного плодородия чернозема обыкновенного, повышения продуктивности и получения качественной растениеводческой продукции в адаптивном земледелии за счёт рационального использования биоэнергетического равновесия агрофитоценозов.

Список использованной литературы

1. Ковда В.А. Почвенный покров, охрана окружающей среды и земледелие. Пущино: ОТНИ НЦБИ АН СССР, 1987. 31 с.

2. Методы почвенной микробиологии и биохимии / И. В. Асеева, И. П. Бабьева, Б. А. Бызов и др. -- М.: Изд-во МГУ Москва, 1991. -- 304 с.

3. Свиридов А.К. Содержание гумуса в почве различных севооборотов / А.К. Свиридов, В.И. Турусов // Земледелие. - 2005. - № 6. - С. 21

4. Хабаров А. В. Социально-экологические проблемы организации природопользования, землепользования / А. В. Хабаров, В. Д. Склабан // Рациональное природопользование в условиях техногенеза: сб. научн. тр. / под ред. А.В. Хабарова и В. Д. Скалабана. - М.: Папирус ПРО, 2000. - С. 6-23.

Размещено на Allbest.ru