CC BY
44
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 631.432.2:631.586
ВЛИЯНИЕ ЗОН ОТДАЛЕННОСТИ ОТ ЛЕСОПОЛОСЫ НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОЧВЫ И АЗОТФИКСАЦИЮ ЛЮЦЕРНЫ
DISTANCE ZONE FROM WOODLAND BELT ON THE SOIL MICROBIOLOGICAL ACTIVITY AND LUCERNE NITROGEN-FIXING
C.B. Адров, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
А.Е. Габидулина, соискатель
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
S.V. Adrov, А.Е. Gabidulina
Volgograd state agricultural academy
Дана оценка влияния влагонакопления полезащитной лесополосы в условиях богары на продуктивность люцерны и направленность микробиологических процессов в почве. Определены размеры накопления азота в почве под люцерной разных лет жизни.
Field-protecting forest plantation saturation in boghara conditions influence on Lucerne productivity and microbiological processes in soil direction estimation is given in the article. Nitrogen sizes accumulation in soil under Lucerne of different age are defined here.
Ключевые слова: богара, биологическая активность,
«биологический» азот, лесополоса, люцерна, симбиотический аппарат.
Key words: boghara, biological activity, «biological» nitrogen, woodland belt, Lucerne, symbiotic device.
В настоящее время дальнейшее увеличение продуктивности земледелия невозможно без решения вопросов по повышению плодородия почвы.
Важнейшая роль в этом принадлежит биологическому фактору и, в частности, активности и направленности микробиологических процессов в почве. Необходима дальнейшая разработка и изучение микробиологических основ рационального применения всех используемых в земледелии агроприемов.
Одним из важных факторов, определяющих уровень почвенного плодородия, является органическое вещество почвы и главным образом гумус.
При интенсивном ведении земледелия значительно усиливаются процессы минерализации органического вещества, что приводит к заметному снижению в почве общих запасов гумуса. В результате этого по данным ряда исследователей [3] утрачиваются многие ценные свойства почвы, что отрицательно сказывается на почвенном плодородии в целом. Установлено, что внесение в почву органического вещества способствует активизации жизнедеятельности полезной микрофлоры, усиливает процессы гумусообразования и гумусонакопления [7].
В связи с этим, разработка путей сохранения стабильного уровня содержания органического вещества в почве - актуальная задача
сельскохозяйственной науки.
В этом отношении особая роль принадлежит многолетним травам, особенно бобовым. Многолетние травы (люцерна, донник, эспарцет, клевер) являются источником свежего органического вещества и дешевого биологического азота [5]. Они накапливают в почве в 2,5-3,0 раза больше растительных остатков, чем зерновые.
Чрезвычайно развитая корневая система многолетних растений является великолепным органическим удобрением, особенно объемной корневой и наземной массой обладают люцерна и донник.
Одним из важнейших факторов, определяющих продуктивность люцерны, является влагообеспеченность почвы.
Наши исследования, исследования других авторов [6] показали, что в весенней влагозарядке почвы велика роль защитных лесонасаждений.
Сохранение атмосферных осадков с целью улучшения водного режима почвы среди комплекса влагосберегающих мероприятий явилось для нас темой изучения защитного влияния лесополосы на весеннюю влагозарядку почвы и микробиологическую деятельность почвы, а также влияние зависимости симбиоза люцерны и клубеньковых бактерий от влагообеспеченности почвы.
Экспериментальные исследования проводились в ООО «Крестьянское хозяйство «Маяк» Ольховского района Волгоградской области в 2006-2008 гг. Почвы хозяйства светло-каштановые, обеспеченность азотом низкая, подвижным фосфором - средняя, обменным калием - высокая. Реакция почвенного раствора нейтральная и слабощелочная. Содержание гумуса в пахотном слое 2,25 %. Агротехника возделывания культур строилась в соответствии с существующими зональными рекомендациями.
Опыты проводились под защитой слабопродуваемой лесополосы, имеющей ширину 12 метров, достигающей высоты 8-10 метров. Повторность опытов четырехкратная. Длина делянок равнялась 340 м, ширина 7,2 м. Ввиду того, что полезащитные полосы не в одинаковой мере влияют на сельскохозяйственные культуры в зависимости от отдалённости от лесной полосы, фенологические наблюдения и учет урожая проводились не в целом по делянкам, а по отдельным частям их, так называемым отрезкам, находящимся на следующем расстоянии на северо-восток и юго-восток от лесополосы: 10-60 м (первые отрезки), 80-130 м (вторые отрезки), 150-200 м (третьи отрезки), 220-270 м (четвертые отрезки), 290-340 м (пятые отрезки - контроль). Учетный размер делянок равнялся по ширине 5 м, а по длине в соответствии с приведенными выше цифрами - 50 м. Разбивка общих делянок на указанные отрезки производилась после появления всходов сельскохозяйственных культур.
Данные по накоплению запасов влаги в метровом слое по годам испытаний сведены в таблицу 1.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таблица 1 - Запас продуктивной влаги (мм) в метровом слое почвы
Дата наблюдения Запас влаги, мм
на северо-запад от полосы, м
10-60 80-130 150-200 220-270 290-340 контроль открытое поле
2006 г., апрель 204,0 197,0 187,0 162,0 161,0 161,0
2007 г., апрель 190,0 180,0 172,0 157,0 145,0 145,0
2008 г., апрель 218,0 209,0 196,0 184,0 181,0 181,0
на юго-восток от полосы, м
2006 г., апрель 200,0 190,0 183,0 160,0 160,0 160,0
2007 г., апрель 189,0 174,0 164,0 156,0 145,0 145,0
2008 г., апрель 198,0 192,0 186,0 181,0 180,0 180,0
Улучшая микроклимат прилегающей территории и увеличивая накопление влаги в почве, защитные насаждения способствовали биологической активности почвы. Таблица 2 показывает, что микроорганизмы, находящиеся в зоне действия лесополосы, активизируют свою деятельность.
Таблица 2 - Биологическая активность целлюлозоразрушающих
микроорганизмов в посевах 2008 года
Расстояние от лесополосы, м Интенсивность разрушения клетчатки, %
Ячмень Камышинский 33 Ячмень Донецкий 8 Люцерна Надежда Люцерна Надежда + штамм 43 а
10-60 54,0 54,0 68,0 78,0
80-130 49,0 48,0 64,0 76,0
150-200 40,0 41,0 58,0 70,0
220-270 28,0 26,0 40,0 50,0
290-340 (контроль) 26,0 26,0 30,0 30,0
Открытое поле 26,0 26,0 26,0 26,0
Целлюлозоразрушающая деятельность микроорганизмов характеризует интенсивность процессов минерализации органических остатков и свидетельствует об эффективном плодородии на всех вариантах опыта.
Интенсивность разрушения клетчатки льняного полотна после двух месяцев заделки в почву показывает, что чем ближе к лесополосе, тем интенсивнее разрушается микроорганизмами клетчатка, а в
вариантах с многолетней культурой, бактеризованной люцерной происходит резкое увеличение общего количества в почве полезных
микроорганизмов, отмечается сильное разрушение (до 78 %).
Следовательно, создающиеся благоприятные условия для
жизнедеятельности микроорганизмов способствуют быстрейшему разложению органической части почвы, улучшают и режим питания для
культурных растений, тем самым повышая плодородие почвы. Отсутствие достаточной влажности почвы в контроле снижает микробиологическую деятельность, процент разрушения клетчатки в контроле в 2-3 раза протекает медленнее, чем в прилегающей территории к лесополосе.
Снижение микробиологической активности почвы в посевах многолетних трав на богаре отмечали и другие исследователи [2, 4].
В посевах люцерны наблюдается проявление эффективности бактеризации прежде всего от условий обеспечения почвы влагой. В вариантах с люцерной, обработанной штаммом 43 а, полученным из Всероссийского НИИ сельскохозяйственной микробиологии, процент разрушения клетчатки выше там, где бактеризация и где выше запас влаги.
В таблице 3 сведены данные по образованию симбиотического аппарата на корнях люцерны. Необходимо отметить следующее: в посевах зоны проведения исследований имеется достаточное количество спонтанных форм клубеньковых бактерий.
Количество растений со спонтанными клубеньковыми бактериями составляют 30-35 %, а при введении в севооборот бактеризованной люцерны увеличилось количество растений с клубеньками от 75 до 90 %.
Максимально высокое количество клубеньков на корнях люцерны как бактеризованной, так и небактеризованной отмечалось на делянках с высоким уровнем влагообеспеченности почвы по всем годам жизни люцерны. На вариантах, расположенных от лесополосы более чем на 150-200 метров, сказывается ингибирующее влияние недостатка увлажнения почвы на симбиотическую активность, что приводило к снижению числа розовых клубеньков с 26,8.. .32,3.. .28,2 до 10,6... 14,6... 10,2 шт./раст.
Таблица 3 - Динамика образования симбиотического аппарата _____________на корнях люцерны по годам жизни______________
Расстояние от лесополосы Количество розовых клубеньков (шт.) на одно растение
2006 г. 2007 г. 2008 г.
Надежда Надежда + штамм 43а Надежда Надежда + штамм 43а Надежда Надежда + штамм 43а
Перед I укосом Перед II укосом Перед I укосом Перед II укосом Перед I укосом Перед II укосом Перед I укосом Перед II укосом Перед I укосом Перед II укосом Перед I укосом Перед II укосом
10-60 16,6 12,4 26,8 20,0 21,0 17,0 32,3 29,6 18,2 16,0 28,2 24,3
80-130 16,0 12,2 22,8 18,0 20,6 14,2 30,4 26,5 18,4 16,0 22,4 20,2
150-200 14,0 10,2 18,8 16,5 18,4 12,6 26,5 20,3 12,0 10,2 18,0 16,6
220-270 9,0 7,0 14,4 10,0 11,3 10,9 14,0 10,0 10,0 8,0 12,0 8,0
290-340 (контроль) 8,6 6,6 10,6 8,0 9,2 8,2 14,0 7,4 10,2 8,0 10,2 8,0
Следовательно, в первой половине вегетации люцерны, когда влажность почвы вблизи полосы была повышенной вследствие снегонакопительной работы полосы, показатели активности клубеньковых бактерий как спонтанных, так и штамма 43 а проявились сильнее и были выше на ближайших к полосе опытных участках.
Во второй половине вегетации наблюдается общее снижение количества образования активных клубеньков, их количество изменялось по укосам в сторону уменьшения, следовательно, повышенные запасы влаги весной у полосы ко времени второго укоса люцерны полностью расходуются, наблюдается общее снижение влажности почвы в пределах всей территории посева и почти полное выравнивание влажности вблизи полосы и в удалении от неё.
Современное состояние исследований показывает [1], что за счет деятельности клубеньковых бактерий люцерна способна фиксировать до 300-500 кг/га азота, оставлять с корня и пожнивными остатками до 180-200 кг азота на гектаре, что существенно повышает плодородие почвы.
Влияние влагообеспеченности на активность симбиоза позволяет сделать сравнительный анализ показателей по накоплению азота в пожнивно-корневых остатках, накопление запаса корневых и пожнивных остатков как бактеризованной, так и небактеризованной люцерны в зависимости от отдаленности культуры от лесополосы.
Данные по накоплению азота под люцерной разных лет жизни сведены в таблицу 4.
Таблица 4 - Накопление азота в пожнивно-корневых остатках
под люцерной по годам жизни, кг/га
Расстояние Накопление азота по годам В сумме Прибавка к
делянок от за три контролю
лесополосы, м 2006 г. 2007 г. 2008 г. года кг/га %
Люцерна без бактеризации
10-60 42,5 65,2 70,2 177,9 48,9 37,9
80-130 41,2 59,5 68,9 169,6 40,6 31,5
150-200 38,8 57,9 65,5 162,2 33,2 25,7
220-270 38,4 46,5 53,2 138,1 9Д 7,0
290-340 (контроль) 38,0 44,0 47,0 129,0 - -
Бактеризованная люцерна
10-60 47,4 73,4 79,1 199,9 70,9 55,0
80-130 45,5 67,6 74,4 187,5 58,5 45,3
150-200 41,9 63,1 70,3 175,3 46,3 36,0
220-270 41,9 50,4 57,3 149,6 20,6 16,0
290-340 (контроль) 40,0 48,0 52,8 140,8 11,8 9,2
За три года количество общего азота в сухой биомассе корневых остатков на контроле достигало 129,0 кг/га. На вариантах с
максимальным количеством влагообеспеченности почвы количество азота накапливалось в корневых остатках под люцерной до 169,6... 177,9 кг/га. На этих же вариантах, но с бактеризованной люцерной накопление общего азота в сухой биомассе было выше и достигало 187,5... 199,9 кг/га.
Таким образом, бактеризация в условиях богары при соответствующей влагообеспеченности способствует формированию более мощной корневой системы, что заметно повышает накопление общего азота в сухой биомассе корней, улучшает биологические свойства почвы и сохраняет её плодородие.
Имеющиеся в нашем распоряжении данные полевых исследований показали, что многолетняя трава люцерна является отзывчивой культурой на защитное действие лесной полосы в пределах 200 метровой зоны от нее. Полезащитная лесополоса в условиях засушливой зоны оказывает влияние не только на увеличение укосной массы люцерны (получение двух укосов), но заметным образом отражается на почвообразовательном процессе и плодородии степной почвы.
Библиографический список
1. Возделывание люцерны на семена при орошении [Текст] / Г.А. Медведев, В.И. Крахмалев, А.В. Ломгев, Е.В. Комаров, А.Ф. Иванов. - М., Россельиздат, 1987. - С. 9.
2. Егорова, Г.С. Многолетние травы как восстановители почвенного плодородия и основа кормопроизводства [Текст] / Г.С. Егорова, JI.B. Петрунина // Плодородие. - 2008. - № 6. -С. 38-39.
3. Кузнецов, М.С. Эрозия и охрана почв [Текст] / М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов. - М.: Изд-во МГУ, 1996.
4. Куликова, НА. Влияние продолжительности и использования многолетних трав на продуктивность последующих культур севооборота в подзоне светло-каштановых почв Волгоградской области: автореф. канд. с.-х.наук [Текст] / Куликова Наталья Александровна. -Волгоград, 2003. -11 с.
5. Нетрадиционные многолетние бобовые травы при орошении [Текст] / Т.Н. Дронова, Н.И. Бурцева, С.Ю. Невежин, В.В. Болдырев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное обучение. - 2009. - № 1(13).-С. 40-48.
6. Новые приемы снегозадержания при обустройстве агролесоландшафта [Текст] / М.М. Кочкарь, А.Н. Сергеев, Р.Д. Балычев, В.О. Аверьянов, А.С. Терехин // Плодородие. - 2007. -№ 7.-С. 29-30.
7. Трубников, Ю.Н. Плодородие огородных почв при длительном внесении навоза [Текст] / Ю.Н. Трубников // Плодородие. - 2007. - № 5. - С. 6.
E-mail: avzhanochka@mail.ru
