Биологизированные приёмы восполнения азотного фонда чернозёмов южных в условиях дефицита влаги Текст научной статьи по специальности «Сельское и лесное хозяйство»

Научная статья на тему 'Биологизированные приёмы восполнения азотного фонда чернозёмов южных в условиях дефицита влаги' по специальности 'Сельское и лесное хозяйство' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАКAGRIS
Авторы
Коды
  • ГРНТИ: 68 — Сельское и лесное хозяйство
  • ВАК РФ: 06.00.00
  • УДK: 63
  • Указанные автором: УДК:631.41+631.46

Статистика по статье
  • 19
    читатели
  • 8
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц.сети

Ключевые слова
  • ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ
  • ЧЕРНОЗЁМ ЮЖНЫЙ
  • АГРОПРИЁМЫ
  • КОНСОРЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ
  • АЗОТ
  • SOIL MOISTURE
  • SOUTHERN CHERNOZEM
  • AGRO-TECHNOLOGIES
  • CONSORTIUM OF MICROORGANISMS
  • NITROGEN

Аннотация
научной статьи
по сельскому и лесному хозяйству, автор научной работы — ФИЛИППОВА АСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА, КАНАКОВА АНАСТАСИЯ АНАТОЛЬЕВНА, МИХИНА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

В данной статье рассматриваются вида обработок почвы и такие фитоценотические подходы, как выращивание многолетних злаковых, многолетних бобовых трав и бинарные посевы озимой пшеницы с кулисами. Исследовано влияние агроприёмов на накопление влаги в почвах, выявлены приёмы, позволяющие сохранить запас весенней влаги. Изучены особенности формирования микробиологических консорций, общей обсеменённости почв, организмов-трансформаторов азота. Установлено содержание в почвах биодоступных соединений азота. Отмечено положительное влияние озимой пшеницы с кулисами из сахарного сорго на накопление влаги в почвенном слое, функционирование микробиоты и формирование доступных соединений азота.

Abstract 2016 year, VAK speciality — 06.00.00, author — FILIPPOVA ASYA VYACHESLAVOVNA, KANAKOVA ANASTASIYA ANATOLIEVNA, MIHINA OLGA NIKOLAEVNA

This article is focused on the types of soil treatments and such phyto-cenotic approaches as growing of perennial grasses, perennial legumes and binary winter wheat crops with coulisses. The influence of agrotechnologies on moisture accumulation in soils has been studied and the methods of soil cultivation contributing to retaining spring moisture reserves in soil have been ascertained. The peculiarities of microbiological consortia formation, total soil seeding state as well as of organisms-transformers of nitrogen have been studied. The content of biologically available nitrogen compounds has been determined. The positive impact of winter wheat with sweet sorghum coulisses on moisture accumulation in soil and microbiota functioning as well as on available nitrogen compounds formation are pointed out.

Научная статья по специальности "Сельское и лесное хозяйство" из научного журнала "Известия Оренбургского государственного аграрного университета", ФИЛИППОВА АСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА, КАНАКОВА АНАСТАСИЯ АНАТОЛЬЕВНА, МИХИНА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

 
close Похожие темы научных работ
Читайте также
Читайте также
Читайте также
Читайте также
Читайте также
Рецензии [0]

Похожие темы
научных работ
по сельскому и лесному хозяйству , автор научной работы — ФИЛИППОВА АСЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА, КАНАКОВА АНАСТАСИЯ АНАТОЛЬЕВНА, МИХИНА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

Текст
научной работы
на тему "Биологизированные приёмы восполнения азотного фонда чернозёмов южных в условиях дефицита влаги". Научная статья по специальности "Сельское и лесное хозяйство"

Базы данных
(БД)
Информационные технологии
Экспертные системы (ЭС)
Автоморфные ¡емли
у = -0.4257Х + 23.544 R = 0.74
Функция Продуктивности y=0.0570W3.2N2.1exp
(-2.461W-0.0091N)
Визуальная объектно-ориентированная система Delphi
Геоинформационные технологии ГИС
Рис. 4 - Программное обеспечение проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия
визуально подготавливать запросы с БД, а также непосредственно писать запросы на языке SQL.
Выводы. 1. Проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия для конкретного хозяйства — сложный процесс, включающий в себя агроэкологическую оценку условий произрастания культур с учётом их биологических требований, разработку блоков систем земледелия (структуры использования сельхозугодий, севооборотов, систем обработки почвы и т.д.), формирование агро-технологий возделывания сельскохозяйственных культур с оценкой экономической эффективности земледелия.
2. В основе информационного обеспечения проектирования АЛСЗ лежит комбинированный принцип, обусловливающий сочетание программной среды визуального объектно-ориентированного программирования Delphi и инструментальных программных средств, состоящих из баз данных, экспертных систем и ГИС-технологий.
Литература
1. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. Методическое руководство. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. 784 с.
2. Информационно-справочные системы по оптимизации землепользованияв условиях ЦЧЗ / под ред. И.И. Васенева и Г.Н. Черкасова. Курск, 2002. 118 с.
3. Михайленко И.М. Управление системами точного земледелия. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2005. 234 с.
4. Информационные технологии, системы и приборы в АПК // Агроинфо-2012: матер. V междунар. науч.-практич. конф. (Новосибирск, 10—11 октября 2012 г.). Новосибирск, 2012. Ч. 1. 492 с.
5. Добротворская Н.И. Структура почвенного покрова в системе агроэкологической оценки земель в лесостепи Западной Сибири: дисс. ... докт. с.-х. наук. Барнаул, 2009. 362 с.
6. Сапожников П.М., Носов С.И. Кадастровая оценка земель сельскохозяйственного назначения: проблемы, пути решения // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2011. № 7. С. 73-77.
7. Южаков А.И., Добротворская Н.И. Система экспертной оценки сравнительной продуктивности почв с использованием ГИС-технологий // Информационные технологии, информационные измерительные системы и приборы в исследовании сельскохозяйственных процессов: Агроинфо-2003: матер. междунар. науч.- практич. конф. (Новосибирск, 22-23 октября 2003 г.). Новосибирск, 2003. Ч. 2. С. 107-110.
Биологизированные приёмы восполнения азотного фонда чернозёмов южных в условиях дефицита влаги
А.В. Филиппова, д.б.н, профессор, А.А. Канакова. к.б.н, О.Н. Михина. аспирантка, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
Оренбургская область относится к зоне рискованного земледелия. Большое значение для таких
территорий имеет проблема сохранения влаги. Около 75% весенней влаги теряется непродуктивно из-за суховеев и высоких летних температур. За вегетационный период выпадает 69-82 мм при силе ветров выше 6 м/сек. Дефицит влаги по
экологической цепочке ведёт к угнетению жизнедеятельности почвенных микробиологических консорций, что влияет на обеспеченность почвы элементами питания, особенно на наличие доступных форм азота. Сплошное агрохимическое обследование почв Оренбургской области показало, что для 99,7% чернозёмов южных и 100% тёмно-каштановых почв характерно очень низкое и низкое содержание щелочногидролизуемого азота. В обыкновенных, типичных и выщелоченных чернозёмах эти значения составляют 94 и 96% соответственно [1]. В связи с этим необходим анализ возможности вопросов оптимизации азотного режима за счёт улучшения влагообеспеченности, которая, в свою очередь, повышает микробиологическую активность и усиливает иммобилизацию азотных соединений в почве.
При сельскохозяйственном использовании почв важнейшее значение имеет внедрение ресурсосберегающих экологически обоснованных технологий, основанных на минимизации обработки почвы, использовании биологических методов воспроизводства почвенного плодородия [2], однако необходимо их всестороннее изучение с целью адаптации применения для конкретного региона.
Материал и методы исследования. Исследование проводили на учебно-опытных полях Оренбургского ГАУ в период 2012—2014 гг. Изучали варианты отвальных (глубокая вспашка, мелкое рыхление) и безотвальной обработок почв, а также ряд агробиологических приёмов: поля с многолетними злаковыми, многолетними бобовыми культурами и поля с озимой пшеницей с кулисами из сахарного сорго. Почва опытного участка — чернозём южный, среднемощный, карбонатный, тяжелосуглинистый. Базовые показатели пахотного слоя почвы (0-30 см): гумус - 4,7-4,9%; рН - 7,9; легкогидролизуемый азот (по Тюрину - Кононовой) - 5,5-6,3 мг/100 г почвы; подвижный фосфор (по Мачигину) - 1,50-2,21 мг/100 г; обменный калий (по Протасову) - 30,0-37,5 мг/100 г почвы.
Отбор образцов почв проводили согласно ГОСТу 28168. Влажность почвы определяли по стандартным методикам (ГОСТ 28268-89). Подготовку и обработку почвы для микробиологического
анализа проводили по ГОСТу 17.4.4.02-84. Посев микроорганизмов производился по МУ 2293-81. Посев почвенной суспензии осуществлялся на плотные питательные среды - мясо-пептонный агар (для определения общего микробного числа), на жидкие питательные среды - среда Гильтая (учёт денитрификаторов), среды Виноградского (учёт азотфиксаторов, нитрификаторов). Содержание аммонийного азота определяли по ГОСТу 26489-85, нитратного азота - по ГОСТу 26951-86.
Погодные условия за период исследования различались по годам. Вегетационный период 2012 г. характеризовался аномально высокими температурами воздуха, поверхность почвы нагревалась до 53-66°С, количество осадков выпадало ниже нормы, отмечались суховеи. 2013 г. характеризовался более благоприятными погодными условиями - температура воздуха в течение вегетационного периода была в пределах нормы, осадков выпадало достаточно, однако в августе обильные осадки затрудняли своевременную уборку урожая. В 2014 г. температуры вегетационного периода находились в пределах среднего значения, в мае выпало лишь 8 мм осадков, в июне количество осадков превысило норму (42 мм), июль и август были засушливыми.
Результаты исследования. Были изучены консорции почвенных микроорганизмов при определённой влажности почвы в зависимости от агроприёмов, а также содержание биодоступных соединений азота.
В результате проведённого анализа влажности почвы при различных видах обработок выявлены особенности формирования групп микроорганизмов. В начале летнего периода оптимальный режим влажности был отмечен при отвальной обработке, однако в июне больший запас влаги был зафиксирован при безотвальном рыхлении (табл. 1). Сравнение показателей влажности при применении агробиологических приёмов показало, что многолетние злаковые позволили сохранить лишь на 1% больше влажности, чем бобовые. Наилучший режим увлажнения почв отмечен нами при выращивании озимой пшеницы с кулисами, что связано со снегозадерживающей функцией кулис из сорго, а также обеспечением снижения
1. Влагонакопление в почвах при использовании различных агробиологических приёмов,
среднее за 2012-2014 гг.
Абсолютная влажность, % Запас влаги, мм в. ст.
Вариант месяц
май июнь май июнь
В зависимости от технологии обработки почвы
Глубокая отвальная вспашка 16,3 14,9 39,2 35,78
Мелкое рыхление 16,2 14,4 38,98 34,54
Безотвальная обработка 14,1 18,5 33,74 44,44
В зависимости от агробиологических приёмов
Многолетние злаковые 17,7 14,0 42,46 33,56
Многолетние бобовые 17,6 12,9 42,21 31,05
Озимая пшеница с кулисами 21,5 25,7 51,64 60,24
скорости ветра в приземном слое в летний период за счёт кулис.
Процесс накопления и сохранения влаги в почве является основополагающим для стимулирования активности почвенных организмов, особенно в условиях засушливого климата Оренбургской области.
В изучаемых вариантах наибольшая численность микроорганизмов отмечалась при отвальной вспашке, где общее микробное число составило 0,64-107 КОЕ/г. Следует отметить, что для этого варианта была характерна наиболее высокая активность азотфиксаторов — их численность составляла 2,54-104 микр. клеток/г почвы (табл. 2). При безотвальной обработке почвы общее микробное число составило 0,42-107 КОЕ/г, анализ микробиологических консорций показал высокую численность азотфиксаторов и денитрификаторов в этом варианте. В варианте с мелким рыхлением отмечалось наименьшее общее микробное число — 0,24-107 КОЕ/г, при этом для данного варианта характерна была наиболее высокая численность организмов-денитрификаторов — 6-104 микр. клеток/г почвы.
В почвенных образцах, отобранных на полях с многолетними злаковыми, общее микробное число было выше на 0,26-107 КОЕ/г, чем в почвах полей с многолетними бобовыми. Нами установлено, что в варианте с многолетними злаковыми травами активность была выше у групп азотофиксаторов и нитрификаторов, а в варианте с многолетними бобовыми — азотофиксаторов и денитрификаторов. Для почвы полей с озимыми с кулисами было характерно наиболее высокое значение общего микробного числа — 0,86-107
КОЕ/г, что обусловлено более высоким влагона-коплением в почве. Таким образом, наибольшему развитию микрофлоры почвы среди обработок способствовало применение глубокой вспашки, среди агробиологических приёмов — выращивание озимой пшеницы с кулисами. Численность азотфиксаторов была выше при глубокой вспашке и на полях с многолетними злаковыми травами, азотфиксаторов — при глубокой вспашке, мелком рыхлении и выращивании многолетних злаковых трав, денитрификаторов — при мелком рыхлении и выращивании многолетних бобовых.
В условиях водного дефицита в почвах Оренбургской области процессы иммобилизации азота находятся в непосредственной зависимости от запаса влаги в почве. Анализ содержания соединений азота показал, что в варианте с мелкоотвальной вспашкой показатели были выше, чем при глубокой и безотвальной обработке, и составили: аммонийный азот — 7,61 мг/кг и нитратный азот — 7,35 мг/кг (табл. 3). Значительных колебаний по содержанию аммонийного азота в зависимости от обработок почвы нами не отмечено.
В зависимости от выращиваемых культур максимальное содержание нитратного азота наблюдалось в варианте, где выращивались озимые с кулисами, — 17,3 мг/кг. Максимальное содержание аммонийных форм азота отмечено нами также в варианте с озимой пшеницей с кулисами и составило 18,11 мг/кг. Увеличение содержания как аммонийного, так и нитратного азота в варианте с выращиванием озимой пшеницы с кулисами связано, по нашему мнению, с обеспеченностью влагой, необходимой для активной деятельности
2. Микрофлора почв учебно-опытного поля ОГАУ, среднее за 2012—2014 гг.
Вариант ОМЧ, КОЕ/г почвы х107 Азотфиксаторы, микр. клеток/г почвы х104 Нитрификаторы, микр. клеток/г почвы х104 Денитрификаторы микр. клеток/г почвы х104
В зависимости от технологии обработки почвы
Глубокая отвальная вспашка Мелкое рыхление Безотвальная обработка ООО 426 м 2,51 0,38 0,95 0,93 0,96 0,61 0,14 6,01 1,25
В зависимости от агробиологических приёмов
Многолетние злаковые травы Многолетние бобовые травы Озимые с кулисами 0,53 0,27 0,86 4,25 1,93 0,99 0,65 0,003 0,48 0,15 2,50 0,67
Вариант
Аммонийный азот, мг/кг
Нитратный азот, мг/кг
В зависимости от технологии обработки почвы
Глубокая отвальная вспашка Мелкое рыхление Безотвальная обработка
7,18 7,61 7,12
5,86 7,35 6,40
В зависимости от агробиологических приёмов
Многолетние злаковые травы Многолетние бобовые травы Озимая пшеница с кулисами
7,77
18,11
6,47 6,10 17,3
3. Влияние агротехнических приёмов на химический состав чернозёмов южных в пахотном горизонте, среднее за 2012—2014 гг.
микробиоты, которая способствует образованию форм азота в почве.
Таким образом, биологизированные приёмы должны быть направлены не только на максимальную продуктивность агроэкосистем, но и стать важным фактором для восполнения органического вещества, азотистых соединений, увеличения влагонакопления в почвах, а также выступать средообразующим фактором для микробиального сообщества.
Вывод. В проведённых нами исследованиях оптимальным биологизированным приёмом явля-
ется выращивание озимой пшеницы с кулисами, при котором отмечены максимальное сохранение влаги в течение сезона и наиболее высокая численность микроорганизмов, а также значительное увеличение содержания форм азота в почве.
Литература
1. Ряховский А.В. Плодородие почв Оренбургской области / А.В. Ряховский, И.А. Батурин, А.П. Березнев и др. Оренбург, 2008. 252 с.
2. Кислов А.В., Каракулев В.В. Организационно-экономические проблемы и эффективность ресурсосберегающих технологий и стабилизации развития АПК // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2006. № 1 (10). С. 83-86.
Ретроспективный анализ территориальных взаимодействий в системе «природа-население -хозяйство» в Западно-Казахстанской области
К.М. Ахмеденов, к.г.н, асс. профессор, Западно-Казахстанский АТУ
В Западно-Казахстанской области (далее — ЗКО) наблюдается перевод земель сельскохозяйственного назначения мелких агроформирований, в частности пашни, в земли запаса. На залежных землях работы по залужению и рекультивации не осуществляются, что представляет собой потенциальную опасность для развития таких негативных антропогенных процессов, как развитие водной эрозии, а на почвах лёгкого механического состава — дефляции. Ослабление государственного контроля за целевым использованием сельскохозяйственных земель способствовало быстрому превращению части земель в залежь, а также распашке уцелевших целинных участков и старых залежей новыми землепользователями. Несмотря на заметную активизацию сельскохозяйственного производства в последнее время, процесс постепенного восстановления степных экосистем пока продолжается. В наибольшей степени он выражен в подзоне опустыненных и сухих степей, в наименьшей степени — в старо-освоенных северных районах области. При этом земледелие по-прежнему остаётся почвозатратным с отрицательным балансом гумуса.
Материал и методы исследования. Исходной информацией для проведения исследования послужили данные статистических сборников по ЗКО, справочные и фондовые материалы управления природных ресурсов и регулирования природопользования ЗКО, материалы отчётов управления земельных отношений ЗКО о состоянии земельного фонда, землеустроительные материалы, многочисленные картографические и литературные источники. Оценка напряжённости эколого-хозяйственного состояния административных районов проведена по методике С.Н. Волкова (2001).
Результаты исследования. Проведённый нами ретроспективный анализ территориальных взаимодействий в системе «природа-население-хозяйство» применительно к территории ЗКО с учётом специфики истории освоения и заселения региона позволил выделить шесть основных этапов эволюции форм хозяйственной деятельности на исследуемой территории на разных исторических этапах, которые в свою очередь были подразделены на подэтапы [1]. Основным признаком выделения этапов является смена форм собственности и способов хозяйствования региона.
I этап характеризуется длительным временным периодом (30 тыс. лет назад - вторая половина XVII в. н.э.), в течение которого регион был ареной кочевья племён и народов [2-4]. В течение всего этого времени почвенный покров хотя и подвергался разрушению, но это разрушение, несомненно, было очень слабым и локальным [5, 6].
II этап (вторая половина XVII в. - до 30-х гг. XIX в.) характеризуется отгонным скотоводством, которое являлось основным видом хозяйственной деятельности коренных жителей, в наибольшей степени приспособленной к местным природным особенностям [7]. На этом этапе развивалось отгонно-кочевое скотоводство в условиях патриархально-кочевого строя казахского народа.
III - доцелинный этап (30-е гг. XIX в. - 1953 г.) подразделяется на четыре подэтапа. На первых двух подэтапах (30-е гг. XIX в. - 1905 г.; 1906-1917 гг.) большое значение имели военно-политический и переселенческий факторы. Приход уральского казачьего, затем гражданского славянского населения с традиционной земледельческой культурой в начале XIX в. и мощная переселенческая волна в первом десятилетии XX в. во многом изменили характер освоения территории.
Третий подэтап освоения (1917-1930 гг.) охватил период коренных изменений в сельском хозяйстве.

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх