27 марта 2016г.
В условиях специализации сельскохозяйственного производства, в результате концентрации в севооборотах культур близких по биологии, возникает опасность однородного воздействия на почву, что приводит к нарушению биологических и биохимических процессов. Важнейшим показателем направленности биологических процессов в почве является структура микробного ценоза, а также интенсивность выделения из почвы углекислого газа. Эти показатели тесно связаны с возделываемыми в севообороте культурами и их чередованием [1, 2].
Исследования проводились в стационарном опыте лаборатории эколого- ландшафтных севооборотов ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП». В опыте сравнивали 5 севооборотов: зернопаропропашной, зернопаротравянопропашной с 1 полем эспарцета, зернопаротравянопропашной с 2 полями эспарцета, зерновой с 1 полем эспарцета, зерновой с 2 полями эспарцета.
Опыт заложен в четырехкратной повторности в четырех ярусах. Длина посевной делянки – 14,0 м, ширина– 5,6 м. Длина учетной делянки – 12,0 м, ширина – 4,0 м. Площадь учетной делянки – 48,0 м2. Площадь посевной делянки – 78,4 м2. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный среднемощный тяжелосуглинистого гранулометрического состава.
Полученные данные по интенсивности дыхания почвы показали, что многолетние травы, как в прямом действии непосредственно под ними, так и в целом по севообороту, способствовали увеличению интенсивности выделения углекислого газа. Оценивая изменение интенсивности дыхания почвы под ячменем (предшественник эспарцета), можно предположить, что в третьей ротации сохраняется положительное пролонгированное действие запаханных корневых остатков бобовых трав. И наиболее заметные увеличения отмечаются в зерновых севооборотах. Эти изменения могут быть также связаны с тем, что в этих севооборотах отсутствует паровое поле. Как известно, при многократных обработках черного пара отмечается усиление минерализации органического вещества. В условиях зернопаропропашного и зернопаротравянопропашного севооборотов в агрофитоценозах ячменя интенсивность дыхания равнялась 89,2±1,3 и 88,5±1,0 мг СО2 за сутки с м2 (Табл.1). Биологическая активность почвы под посевами ячменя, определенная по методу В.И. Штатнова по выделению углекислого газа с поверхности почвы, была максимальной в зернотравяных севооборотах.
Таблица 1 Интенсивность выделения СО2 под культурами севооборотов, мг/м2·сутки (среднее за 3 года)
Вид севооборота
|
Ячмень
|
Бобовая культура
|
Озимая пшеница
|
полная спелость
|
нарастание вегетативной массы
|
перед запашкой (полная спелость)
|
всходы
|
выход в трубку
|
Зернопаропропашной (горох)
|
89,2±1,3
|
|
87,1±1,2
|
92,2±1,1
|
112±1,3
|
Зернопаротравянопропашной с 1 полем эспарцета
|
88,5±1,0
|
110,5±1,8
|
104,1±1,4
|
91,2±1,3
|
117±1,2
|
Зернопаротравянопропашной с 2 полями эспарцета
|
91,8±1,2
|
118,0±1,4
|
107,5±1,4
|
83,8±1,2
|
121,7±1,2
|
Зерновой
с 1 полем эспарцета
|
94,5±1,1
|
127,2±1,3
|
110,3±1,3
|
82,4±1,1
|
123,7±1,4
|
Зерновой
с 2 полями эспарцета
|
93,9±1,2
|
122,9±1,0
|
115,4±1,3
|
86,6±1,3
|
123,7±1,5
|
Интенсивность дыхания почвы в среднем составила: при однолетнем использовании эспарцета – 94,5 мг/м2 в сутки, при двухлетнем – 93,9 мг/м2 в сутки. В посевах многолетних бобовых трав биогенность почвы была существенно выше, с максимальной биологической активностью в зернотравяных севооборотах. Интенсивность дыхания в зернопаротравянопропашных севооборотах, определенная в фазу нарастания вегетативной массы эспарцета, варьировала от 110,5±1,8 до 118,0±1,4 мг/м2 в сутки СО2.
В зернотравяных севооборотах, с отличающимся от зернопаротравянопропашных соотношением возделываемых культур и остаточной биомассы, биологическая активность была выше. Она изменялась в пределах 122,9±1,0 - 127,2±1,3 мг/м2 СО2 в сутки.
Биологическая активность почвы под эспарцетом в период запашки его растительных остатков была ниже по сравнению с первым периодом вегетации, но выявленные закономерности по интенсивности дыхания, отмеченные нами для фазы ветвления, сохранились.
В зернопаротравянопропашном севообороте она равнялась 104,1±1,4 - 107,5±1,4 мг/м2 СО2 в сутки, в зернотравяном – 110,3±1,3 - 115,4±1,3 мг/м2 СО2 в сутки. В отличие от севооборотов с многолетним бобовым компонентом биологическая активность в зернопаропропашном севообороте под горохом была слабой и составила всего 87,1±1,2 мг/м2 СО2 в сутки.
Максимальная биологическая активность в фазу всходов отмечена в посевах озимой пшеницы идущей по гороху в зернопаропропашном севообороте - 92,2±1,1 мг/м2 СО2 в сутки.
В зернопаротравянопропашных и зерновых севооборотах в этот период биологическая активность была несколько ниже. Она варьировала в пределах от 82,4±1,1 до 91,2±1,3 мг/м2 СО2. Это связано, по нашему мнению, с различным качественным составом остаточной растительной биомассы возделываемых культур. Корневые остатки однолетней бобовой культуры быстрее минерализуются и способствуют активизации выделения СО2 из почвы.
В фазу колошения севообороты с многолетними бобовыми травами отличались повышенной биологической активностью.
Результат изучения биологической активности почвы по выделению углекислого газа, при сравнении севооборотов с различным соотношением культур, показывает, что введение в структуру полевых севооборотов многолетнего бобового компонента приводит к активизации жизнедеятельности микроорганизмов в почве.
Микробный пул является одним из наиболее чувствительных компонентов почвы, активно реагирующий на изменение ее плодородия [3].
При возделывании озимой пшеницы по разным предшественникам отмечались тенденции к снижению минерализаторов гумуса по чёрному пару на 13% и увеличению соотношения бактерий, потребляющих минеральный азот (КАА) и бактерий, усваивающих органические формы (МПА) на 15% по сравнению с многолетней бобовой культурой - эспарцетом, что обусловливает различную интенсивность минерализационных процессов в почве (Табл.2). При этом целлюлозолитические микроорганизмы активизируются на 32% по чёрному пару.
Таблица 2 Влияние предшествующих культур на микробиологический состав почвы под озимой пшеницей в слое 0- 30 см, среднее за 3 года
Предшественник
|
МПА
|
КАА
|
Актиномицеты
|
Минерализато ры
|
Микро-мицеты
|
Нитрификатор ы
|
Целлюлозолит ические
|
Азотобактер
|
КАА/ МПА
|
млн. КОЕ в 1 г абс. сухой почвы
|
тыс. КОЕ в 1 г абс. сухой почвы
|
КОЕ в 50г
почвы
|
Чёрный пар
|
10,4
|
15,0
|
3,4
|
14,3
|
28,6
|
0,4
|
89,8
|
376
|
1,5
|
Горох
|
9,7
|
16,1
|
2,5
|
14,6
|
29,6
|
0,3
|
80,6
|
373
|
1,5
|
Эспарцет 1г. п.
|
11,4
|
15,5
|
2,2
|
16,1
|
34,8
|
0,4
|
67,8
|
412
|
1,4
|
Эспарцет 2г. п.
|
12,8
|
15,4
|
2,6
|
16,8
|
36,3
|
0,3
|
67,8
|
212
|
1,3
|
НСР05
|
2,7
|
3,7
|
-
|
4,0
|
9,1
|
-
|
17,0
|
71
|
-
|
Введение в севооборот эспарцета двух лет пользования, в качестве предшественника для озимой пшеницы, увеличивает число бактерий, разлагающих азот органических соединений на 23%, минерализаторов гумуса на 17 %, микромицетов на 27%, по сравнению с чёрным паром. Эспарцет одного года пользования подавляет развитие этих микроорганизмов на 4-12% и почти в 2 раза увеличивает количество колонии азотобактера, по сравнению с эспарцетом двух лет пользования.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что эспарцет способствует максимальному улучшению биологических свойств почвы как непосредственно под самой культурой, так и в целом по звену севооборота.
Список литературы
1. Звягинцев Д.Г. Биология почв. Изд. 3-е., испр. и доп./Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова – М.: Изд- во МГУ, 2005. – 445 с.
2. Турусов В.И. Бобовый компонент севооборота как фактор воспроизводства плодородия почвы/ В.И. Турусов, В.М. Гармашов, О.А. Абанина, Т.И. Михина, Н.В. Дронова //Международный научно-исследовательский журнал. -2014.-№ 11-1(30). -С. 75-76.
3. Турусов В.И. Структура микробного ценоза агрогенных почв и естественных экосистем/ В.И. Турусов, В.М. Гармашов, Л.В. Гармашова//Плодородие.-2011. - №1.-С.34-35.