Научная статья на тему 'ДИНАМИКА УГЛЕРОДА МИКРОБНОЙ БИОМАССЫ И СТЕПЕНЬ УСТОЙЧИВОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО В УСЛОВИЯХ ПЕРЕХОДА НА МИНИМИЗАЦИЮ ОБРАБОТКИ'

ДИНАМИКА УГЛЕРОДА МИКРОБНОЙ БИОМАССЫ И СТЕПЕНЬ УСТОЙЧИВОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО В УСЛОВИЯХ ПЕРЕХОДА НА МИНИМИЗАЦИЮ ОБРАБОТКИ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
65
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИКРОБНАЯ БИОМАССА / СУБСТРАТ-ИНДУЦИРОВАННОЕ ДЫХАНИЕ / МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ / ПОЧВОЗАЩИТНАЯ ОБРАБОТКА / MICROBIAL BIOMASS / SUBSTRATUM-INDUCED RESPIRATION / METABOLIC COEFFICIENT / SOIL PROTECTION TILLAGE

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Белоусов А.А., Белоусова Е.Н., Бугаева А.В.

Цель исследования - изучить реакцию углерода микробной биомассы (Смб) и уровень устойчивости чернозема обыкновенного Красноярской лесостепи при внедрении почвозащитных технологий обработки. Исследование проводили на черноземе обыкновенном в производственном опыте ООО «СХП «Дары Малиновки» Сухобузимского района в Красноярской лесостепи в 2017-2018 гг. Объект исследования - чернозем обыкновенный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый на красно-бурой глине. Почва опыта характеризируется: содержанием Сорг - 6,3-6,5 %, нейтральной реакцией среды. Содержание подвижного фосфора в почве колеблется в пределах 295-320 мг/кг, обменного калия - 127-138 мг/кг. В производственных посевах были выделены реперные участки прямоугольной формы общей площадью 1200 м2, с учетной площадью 600 м2. В пределах каждого участка выделялись три делянки - повторности, площадью 200 м2. Объем выборки составлял n=12. Трижды за вегетационный сезон отбирались почвенные образцы из слоев 0-10 и 10-20 см методом змейки. Схема опыта представлена следующими вариантами: 1) отвальная (st); 2) минимальная; 3) плоскорезная. В сезоне 2017 г. почва вариантов опыта обрабатывалась по типу чистого раннего пара, а в 2018 г. на полевом стационаре был произведен посев яровой пшеницы сорта Новосибирская-31. В течение вегетационных сезонов наблюдали за динамикой углерода микробной биомассы, базальным и субстрат-индуцированным дыханием, метаболическим коэффициентом. Установлено, что обработка почвы оказывает существенное влияние на динамику углерода микробной биомассы вне зависимости от характера механического воздействия. Динамика является доминирующим фактором, определяющим превращения Смб. Способ обработки почвы не оказывает существенного однонаправленного воздействия на степень устойчивости почвы, рассчитанной по метаболическому коэффициенту.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Белоусов А.А., Белоусова Е.Н., Бугаева А.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE DYNAMICS OF CARBON MICROBIAL BIOMASS AND THE DEGREE OF STABILITY OF ORDI- NARY CHERNOZEM UNDER THE CONDITIONS OF TRANSITION TO PROCESSING MINIMIZATION

The aim of the research was to study the reaction of microbial biomass carbon (Cmb) and the level of stability of ordinary chernozem in the Krasnoyarsk forest-steppe when implementing soil protection processing technologies. The research was carried out on common chernozem of experimental fields belonging to JSC "Dary Malinovky” situated in Sukhobuzimo district of Krasnoyarsk forest-steppe in 2017-2018. The object of the research was chernozem ordinary mid-humic mid-powerful hard loamy soil on red-brown clay. The soil of the experiment was characterized by the content of Sorg - 6.3-6.5 %, neutral reaction of the environment. The content of mobile phosphorus in the soil fluctuated within 295-320 mg/kg, exchange potassium -127-138 mg/kg. In production crops reference sites with a squared total area of 1200 m2, with registration area of 600 m2 were allocated. Within each plot, there were three plots of land-repetitions, each having the area of 200 m2. The sample size equaled n=12. During vegetation season soil samples were taken three times from the layers 0-10 and 10-20 cm using “snake” method. The experiment scheme was represented by the following variants: 1) dump plowing (st); 2) minimum; 3) flat-cut soil plowing. In the season of 2017 the soil of the experiment variants was treated according to the type of bare fallow, and in 2018, spring wheat of Novosibirsk-31 was sown at the stationary plot. During vegetation seasons the dynamics of microbial biomass carbon, basal and substrate-induced respiration and metabolic coefficient were watched. It was found that soil treatment had had a significant impact on the dynamics of microbial biomass carbon, regardless of the nature of mechanical action. The dynamics was a dominant factor determining the transformation of Cmb. The method of tillage did not have a significant unidirectional effect on the degree of soil stability calculated by metabolic coefficient.

Текст научной работы на тему «ДИНАМИКА УГЛЕРОДА МИКРОБНОЙ БИОМАССЫ И СТЕПЕНЬ УСТОЙЧИВОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО В УСЛОВИЯХ ПЕРЕХОДА НА МИНИМИЗАЦИЮ ОБРАБОТКИ»

УДК 631.46

DOI: 10.36718/1819-4036-2020-5-31 -39

А. А. Белоусов, Е. Н. Белоусова, А. В. Бугаева

ДИНАМИКА УГЛЕРОДА МИКРОБНОЙ БИОМАССЫ И СТЕПЕНЬ УСТОЙЧИВОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО В УСЛОВИЯХ ПЕРЕХОДА НА МИНИМИЗАЦИЮ ОБРАБОТКИ

A. A. Belousov, E. N. Belousova, А. V. Bugaeva

THE DYNAMICS OF CARBON MICROBIAL BIOMASS AND THE DEGREE OF STABILITY OF ORDINARY CHERNOZEM UNDER THE CONDITIONS OF TRANSITION TO PROCESSING MINIMIZATION

Белоусов Александр Анатольевич - канд. биол. Belousov Alexander Anatolyevich - Cand. Biol.

наук, доц. каф. почвоведения и агрохимии Красно- Sci., Assoc. Prof., Chair of Soil Science and

ярского государственного аграрного университета, Agrochemistry, Krasnoyarsk State Agrarian Univer-

г. Красноярск. E-mail: svoboda57130@mail.ru sity, Krasnoyarsk. E-mail: svoboda57130@mail.ru

Белоусова Елена Николаевна - канд. биол. на- Belousova Elena Nikolaevna - Cand. Biol. Sci.,

ук, доц. каф.почвоведения и агрохимии Краснояр- Assoc. Prof., Chair of Soil Science and

ского государственного аграрного университета, Agrochemistry, Krasnoyarsk State Agrarian Univer-

г. Красноярск. sity, Krasnoyarsk.

E-mail: svobodalist571301858@mail.ru E-mail: svobodalist571301858@mail.ru

Бугаева Алена Владимировна - асп. каф. поч- Bugaeva Alyona Vladimirovna - Post-Graduate

воведения и агрохимии Красноярского государст- Student, Chair of Soil Science and Agrochemistry,

венного аграрного университета, г. Красноярск. Krasnoyarsk State Agrarian University, Krasno-

E-mail: aljona1992@bk.ru yarsk, Krasnoyarsk. E-mail: aljona1992@bk.ru

Цель исследования - изучить реакцию углерода микробной биомассы (Смб) и уровень устойчивости чернозема обыкновенного Красноярской лесостепи при внедрении почвозащитных технологий обработки. Исследование проводили на черноземе обыкновенном в производственном опыте ООО «СХП «Дары Малиновки» Сухобузимского района в Красноярской лесостепи в 2017-2018 гг. Объект исследования -чернозем обыкновенный среднегумусный сред-немощный тяжелосуглинистый на красно-бурой глине. Почва опыта характеризируется: содержанием Сорг - 6,3-6,5 %, нейтральной реакцией среды. Содержание подвижного фосфора в почве колеблется в пределах 295-320 мг/кг, обменного калия - 127-138 мг/кг. В производственных посевах были выделены реперные участки прямоугольной формы общей площадью 1200 м2, с учетной площадью 600 м2. В пределах каждого участка выделялись три делянки - повторности, площадью 200 м2. Объем выборки составлял п=12. Трижды за вегетационный сезон отбирались почвенные образцы из слоев 0-10 и 10-20 см методом змейки. Схема опыта представлена следующими вариантами: 1) отвальная 2) минимальная;

3) плоскорезная. В сезоне 2017 г. почва вариантов опыта обрабатывалась по типу чистого раннего пара, а в 2018 г. на полевом стационаре был произведен посев яровой пшеницы сорта Новосибирская-31. В течение вегетационных сезонов наблюдали за динамикой углерода микробной биомассы, базальным и субстрат-индуцированным дыханием, метаболическим коэффициентом. Установлено, что обработка почвы оказывает существенное влияние на динамику углерода микробной биомассы вне зависимости от характера механического воздействия. Динамика является доминирующим фактором, определяющим превращения Смб. Способ обработки почвы не оказывает существенного однонаправленного воздействия на степень устойчивости почвы, рассчитанной по метаболическому коэффициенту.

Ключевые слова: микробная биомасса, суб-страт-индуцированное дыхание, метаболический коэффициент, почвозащитная обработка.

The aim of the research was to study the reaction of microbial biomass carbon (Cmb) and the level of stability of ordinary chernozem in the Krasnoyarsk forest-steppe when implementing soil protection pro-

cessing technologies. The research was carried out on common chernozem of experimental fields belonging to JSC "Dary Malinovky" situated in Sukhobuzimo district of Krasnoyarsk forest-steppe in 2017-2018. The object of the research was chernozem ordinary mid-humic mid-powerful hard loamy soil on red-brown clay. The soil of the experiment was characterized by the content of Sorg - 6.36.5 %, neutral reaction of the environment. The content of mobile phosphorus in the soil fluctuated within 295-320 mg/kg, exchange potassium -127138 mg/kg. In production crops reference sites with a squared total area of 1200 m2, with registration area of 600 m2 were allocated. Within each plot, there were three plots of land-repetitions, each having the area of 200 m2. The sample size equaled n=12. During vegetation season soil samples were taken three times from the layers 0-10 and 1020 cm using "snake" method. The experiment scheme was represented by the following variants: 1) dump plowing (st); 2) minimum; 3) flat-cut soil plowing. In the season of 2017 the soil of the experiment variants was treated according to the type of bare fallow, and in 2018, spring wheat of Novosi-birsk-31 was sown at the stationary plot. During vegetation seasons the dynamics of microbial biomass carbon, basal and substrate-induced respiration and metabolic coefficient were watched. It was found that soil treatment had had a significant impact on the dynamics of microbial biomass carbon, regardless of the nature of mechanical action. The dynamics was a dominant factor determining the transformation of Cmb. The method of tillage did not have a significant unidirectional effect on the degree of soil stability calculated by metabolic coefficient.

Keywords: microbial biomass, substratum-induced respiration, metabolic coefficient, soil protection tillage.

Введение. Лабильная фракция органического углерода играет одну из ведущих ролей в формировании эффективного плодородия и быстро реагирует на изменения в системе земледелия из-за короткого времени оборота. Микробная биомасса представляет собой транзитно-метаболический пул органического вещества почвы благодаря участию микроорганизмов в процессах разложения и синтеза органических соединений и непрерывности циклов роста и отмирания популяций. Содержание микробной биомассы характеризует степень биогенности

почвы и является одним из индикаторов биологического качества почвенного органического вещества - способности поддерживать разнообразные биологические функции [1]. По мнению Н. Д. Ананьевой [2], устойчивость микробного сообщества почвы можно оценивать по величине микробного метаболического коэффициента. Установлено, что чем ниже его величина, тем устойчивее данная экосистема. Органическое вещество подвержено сильному антропогенному воздействию, и, как следствие, доля лабильной его части нередко находится в минимуме, что отрицательно сказывается на уровне устойчивости. Вовлеченные в сельскохозяйственный оборот почвы Красноярского края, формирующиеся в условиях резко континентального климата, испытывают сложные изменения в химических, физических и биологических свойствах, в том числе структуре органического вещества [3-7].

Цель исследования: изучить реакцию углерода микробной биомассы (Смб) и уровень устойчивости чернозема обыкновенного Красноярской лесостепи при внедрении почвозащитных технологий обработки.

Объекты и методы исследования. Исследование осуществлялось на производственном опыте ООО «ОПХ «Дары Малиновки» Сухобу-зимского района в Красноярской лесостепи, размещенной в пределах Чулымо-Енисейского денудационного плато юго-западной окраины Средней Сибири.

Объект исследования - чернозем обыкновенный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый на красно-бурой глине. Почва опыта характеризируется: содержанием Сорг -6,3-6,5 %, нейтральной реакцией среды. Содержание подвижного фосфора в почве колеблется 295-320 мг/кг, обменного калия - 127138 мг/кг. В границах производственных посевов были заложены реперные участки прямоугольной формы общей площадью 1200 м2, с учетной площадью - 600 м2. В пределах каждого участка выделялись три повторности, площадью 200 м2. Почвенные образцы отбирались в сроки, приуроченные к фазам развития сельскохозяйственных растений, из слоев 0-10 и 10-20 см методом змейки. Объем выборки, рассчитанный исходя из уровня варьирования плодородия почвы на участке, составлял (п = 12). Схема опыта представлена следующими вариантами: 1) отвальная (б1); 2) минимальная; 3) плоскорезная.

Отвальную вспашку производили плугом Огедо1ге ВеББОп ЭР1М В9 на глубину 25-27 см, минимальную обработку (поверхностное дискование) - дискатором БДМ-Агро БДМ 6х4П и плоскорезную обработку (культивацию) - культиватором Ярославич кБм-1 0,8 ПС-4 на глубину 10-12 см. В вегетационный сезон 2017 г. почва вариантов опыта обрабатывалась по типу чистого раннего пара, а в 2018 г. на опытном участ-

Так, накопление суммы активных температур было значительно выше среднемноголетних значений, а количество осадков, напротив, существенно уступало норме. Это свидетельствует о засушливости условий, формирующихся в годы наблюдений. В отдельные периоды вегетационных сезонов отмечались следующие особенности. Вторая половина лета первого года исследований (2017) характеризовалась существенно большим количеством осадков относительно 2018 года. Химические и физико-химические показатели получены по общепринятым прописям современных методов [8]. Углерод микробной биомассы устанавливали путем пересчета скорости субстрат-индуцированного (СИД) дыхания по формуле

Смб (мкг С/1 г почвы) = (мкл СО2 • г-1 почвы час-1) • 40,04 + 0,37.

ке был произведен посев яровой пшеницы сорта Новосибирская-31. Учет урожая производился методом пробного снопа (с площади 1 м2). Для оценки зависимостей урожайности и величины метаболического коэффициента сопряженно отбирались почвенные образцы. Агрометеорологические условия 2017-2018 гг. относительно нормы оценивались разнонаправлено (табл. 1).

Базальное дыхание почвы определяли по скорости выделения СО2 почвой за 8-10 ч ее инкубации при 22 °С и 60 % ПВ. Определение скорости продуцирования СО2 проводили, как описано для определения СИД, только вместо раствора глюкозы в почву вносили воду. Скорость базального дыхания выражали в мкг С-СО2/г/ч. Микробный метаболический коэффициент рассчитывали как отношение скорости базального дыхания к микробной биомассе

БД/Смик = qC02 (мкг С-СО2/мг Смик/ч).

Статистический анализ данных проводился с использованием пакета программ MS Excel.

Результаты исследования и их обсуждение. Рассмотрим динамику преобразования углерода микробной биомассой в условиях отвальной, минимальной и плоскорезной обработки почвы на глубине 0-10 и 10-20 см первого исследования (табл. 2).

Таблица 1

Метеорологические показатели в годы наблюдений

Год Месяц Сумма активных-температур

май июнь июль август сентябрь

Средняя температура воздуха, 0С

2017 11,0 20,3 19,5 16,8 8,5 2074

2018 8,1 20,5 18,6 18,3 10,1 2061

Норма (1980-2010 гг.) 8,7 15,2 17,6 14,8 8,8 1833

Осадки, мм

2017 28,0 30,0 79,0 81,0 81,0 299,0

2018 29,0 29,0 33,0 21,0 58,0 170,0

Норма (1980-2010 гг.) 50,0 61,0 95,0 78,0 48,0 332,0

Таблица 2

Содержание углерода микробной биомассы (мкг С / 1 г почвы) в вариантах опыта, 2017 г.

Вариант Срок

Июнь (фон) Июль Сентябрь

0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см

Отвальная вспашка ф) 403 403 1680 2321 1702 782

Минимальная обработка (дискование) 403 403 2486 2464 448 694

Плоскорезная обработка (культивация) 403 403 1758 1658 1254 1344

НСР05 0 0 486 391 247 372

До применения обработки почвы, в июне, значения углерода микробной биомассы регистрировались на уровне 403 мкг/г. Эта величина была нами принята за фоновое содержание. Далее, спустя месяц, в почве всех вариантов обнаруживался значимый рост пула общего углерода микробной биомассы. Поверхностное дискование способствовало максимальным значениям Cмб относительно отвальной и плоскорезной обработок ф < 0,05). Возможно, это явилось следствием крошения растительных остатков предшествующих культур при дисковании и усилением доступности органического углерода для микроорганизмов в этот период. Противоположная ситуация складывалась в конце сезо-

В динамическом ряду эти различия оказались статистически значимыми. По-видимому, мульчирующий слой растительных остатков благоприятствовал метаболизму лабильного органического углерода.

Анализируя представленные результаты, можно выделить следующие закономерности. Минимальная обработка способствовала повышенному содержанию Cмб после ее применения.

на, в сентябре. Минимальные значения Cмб обнаруживались в почве при поверхностном дисковании, обусловленные активизацией минерализации углерода микробной биомассы в поверхностном слое вследствие изменения агрофизических условий почвы. Усиление иммоби-лизационных процессов углерода при заделке соломистых остатков проявлялось на варианте с отвальной вспашкой в слое 0-10 см.

Лидирующие показатели фиксации углерода микробной биомассой в сезоне 2018 г. отмечались в июне, в слое почвы 0-10 см в условиях минимальной обработки почвы и сентябре на глубине 0-10 и 10-20 см в условиях плоскорезной обработки (табл. 3).

Далее, к осени, происходило последовательное снижение запасов микробной биомасс. Плоскорезная обработка, напротив, повышала скорость оборачиваемости микробной биомассы от момента обработки к концу вегетационного сезона. В таблице 4 представлена информация о силе влияния изучаемых факторов на изменчивость микробного углерода в исследуемом черноземе обыкновенном.

Таблица 3

Содержание углерода микробной биомассы (мкг С / 1 г почвы) в вариантах опыта, 2018 г.

Вариант Срок

Июнь Июль Сентябрь

0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см

Отвальная вспашка ф) 840 1154 885 952 381 605

Минимальная обработка (дискование) 1288 997 627 1120 459 426

Плоскорезная обработка (культивация) 347 1165 918 515 2050 997

НСР05 329 256 281 366 379 242

Таблица 4

Оценка вклада агроэкологических факторов в изменение Смб чернозема обыкновенного

Период Фактор Уровень значимости р Показатель силы влияния ПСВ, %

0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см

Способ обработки (А) 0,02* 0,49 1 0

2017-2018 Динамика (сроки) (В) 0,00* 0,00* 41 62

Взаимодействие (АВ) 0,00* 0,00* 33 14

Неучитываемые факторы - - 24 24

Способ обработки (А) 0,22 0,62 1 0

2017 Динамика (сроки) (В) 0,00* 0,00* 60 70

Взаимодействие (АВ) 0,00* 0,00* 19 12

Неучитываемые факторы - - 20 17

Способ обработки (А) 0,00* 0,76 8 0

2018 Динамика (сроки) (В) 0,17 0,00* 1 17

Взаимодействие (АВ) 0,00 0,00* 57 23

Неучитываемые факторы - - 34 60

*Данные достоверны.

Эти сведения важны для понимания того, как можно управлять системой агроландшафтов с точки зрения функционирования почвенной биоты. Так, например, при существенном влиянии обработки почвы на флуктуации Смб агро-технолог сделает выбор в пользу той обработки, которая будет способствовать аккумуляции всех пулов микробного углерода: общем, активном, покоящемся и мертвом. В случае преимущественного влияния фактора «динамика» (сроки) основной акцент необходимо сделать на регулировании гидротермических условий в пе-доценозе и других параметров, влияющих на внутрисезонную динамику.

В первый год при изучении способов обработки было обнаружено, что трансформация углерода микробной биомассы в слое 0-10 см в большей степени (60 %) обусловливалась сменой условий среды и лишь 1 % флуктуаций определялся способом обработки. Результаты следующего вегетационного сезона выявили существенные изменения в силе влияния факторов. Так, сочетание влияний обработки почвы и смены гидротермических условий обусловили 57 % их участия в превращениях углерода микробной биомассы. Таким образом, предполагаем: чем далее уходит время после проведенной

обработки, тем большее влияние она оказывает на трансформацию Смб. Доля участия не учитываемых в опыте факторов составила за данный период наблюдений 20-34 %. В поверхностном 0-10 см слое почвы способ обработки в первые месяцы незначимо участвовал в трансформации лабильного органического углерода. В целом годы наблюдений выявили тенденцию -способ обработки почвы не оказывал значительного влияния на характер изменчивости микробного углерода. В 2018 г. после повторного механического воздействия на почву были выявлены аналогичные закономерности. Однако степень участия фактора «динамика» в превращении Смб существенно снижалась с одновременным усилением влияния фактора «взаимодействие». Для слоя 10-20 см в общем итоге, ситуация повторялась, но с еще более значимым участием фактора «динамика» в трансформации углерода микробной биомассы.

Значения базального дыхания и метаболического коэффициента чернозема выщелоченного в период, предшествующий используемым технологиям обработки почвы (2017 г.), варьировали в пределах 2,3-9,5 мкг С-СО2/г/ч и 0,9-9,3 мкг С-СО2/мг Смик /ч, соответственно (табл. 5).

Таблица 5

Значения базального дыхания (БД, мкг С-СО2/ г / ч) и метаболического коэффициента ^С02, мкг С-СО2/ мг Смик / ч) чернозема обыкновенного

Вариант Слой, см 2017

Июнь Июль Сентябрь

БД qCO2 БД qCO2 БД qCO2

Отвальная вспашка ф) 0-10 2,3 6,0 7,8 4,5 2,1 1,2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10-20 2,3 6,1 9,5 4,3 2,2 2,7

Минимальная обработка (дискование) 0-10 2,3 7,1 3,0 1,3 5,6 9,3

10-20 2,3 7,1 4,7 1,9 4,3 4,9

Плоскорезная обработка (культивация) 0-10 2,3 7,1 3,9 2,5 5,2 4,5

10-20 2,3 6,2 5,2 3,3 6,8 5,2

НСР05 0-10 - - 1,8 1,1 1,0 0,9

10-20 - - 1,6 1,0 1,7 1,3

Максимальный уровень устойчивости почвы наблюдался на фоне поверхностного дискования в слое 0-10 см, а в сентябре - при отвальной технологии обработки. Наименьшая устойчивость микробного сообщества фиксировалась в сентябре, в условиях минимальной технологии обработки почвы. Второй год наблюдений выявил максимум устойчивости в июне на глубине 10-20 см в условиях плоскорезной технологии обработки почвы и 0-10 см при минимальной обработке (табл. 6).

Внутрисезонные трансформации метаболического коэффициента в почве всех вариантов были выражены, но закономерностей не прослеживалось (рис.).

Однако использование плоскорезной обработки способствовало наибольшей устойчивости почвы осенью 2018 г. В почве данного варианта обнаружилась наиболее значимая корреляционная зависимость между метаболическим коэффициентом и урожайностью яровой пшеницы (табл. 7).

Вариант Слой, см 2018

Июнь Июль Сентябрь

БД qCO2 БД qCO2 БД qCO2

Отвальная вспашка ф) 0-10 2,2 2,7 4,3 5,2 1,9 6,1

10-20 2,3 2,3 2,8 3,9 2,1 4,9

Минимальная обработка (дискование) 0-10 2,4 2,2 3,8 4,4 2,0 5,8

10-20 4,8 5,2 1,4 1,7 1,8 6,1

Плоскорезная обработка (культивация) 0-10 1,5 6,5 3,7 5,2 3,8 2,1

10-20 1,6 1,7 1,6 4,2 3,6 3,7

НСР05 0-10 0,9 3,0 1,3 5,9 1,0 2,8

10-20 1,2 1,6 0,9 2,6 1,4 4,0

Таблица 6

Значения базального дыхания (БД, мкг С-СО2/ г / ч) и метаболического коэффициента ^С02, мкг С-СО2/ мг Смик / ч) чернозема обыкновенного

Б

Динамика метаболического коэффициента: А - отвальная; Б - плоскорезная; В - дискование

Таблица 7

Урожайность яровой пшеницы и ее зависимость от метаболического коэффициента ^С02)

Вариант Урожайность яровой пшеницы, ц/га r Слой, см qCO2

Отвальная вспашка ф) 28,7 -0,19 0-10 6,1

0,36 10-20 4,9

Минимальная обработка (дискование) 14,6 0,18 0-10 5,8

0,28 10-20 6,1

Плоскорезная обработка (культивация) 35,3 0,48 0-10 2,1

0,04 10-20 3,7

НСР05 7,0

Выявлено, что использование поверхностной культивации на глубину 10-12 см существенно повышало урожайность яровой пшеницы, а значения метаболического коэффициента подтверждали наиболее высокую устойчивость почвенной системы к механическому воздействию. По-видимому, сама идея плоскорезной обработки была направлена на поиск такого воздействия на верхний слой почвы, при котором он останется в относительно естественном сложении, а на поверхности почвы аккумулируется мульчирующий слой растительных остатков. Сопутствующие наблюдения показали, что, действительно, на поверхности почвы сформировался слой мелкой соломы, ветоши и мор-тмассы. Но эти остатки не были измельчены до гомогенного состояния, как при поверхностном дисковании. При воздействии дисковых орудий под определенным углом к поверхности почвы происходит частичное ее перемешивание и усиление окислительных процессов, приводящих к ускоренной минерализации. Это вызывало снижение степени устойчивости почвы по величине метаболического коэффициента.

Выводы

1. Обработка почвы увеличивает ф < 0,05) содержание углерода микробной биомассы после механического воздействия. Достоверный прирост оборачиваемости С мик выявлен при поверхностном дисковании.

2. Изменение углерода микробной биомассы после внедрения исследуемых вариантов в слое 0-10 см на 60 % связано с динамической сменой условий среды и только 1 % флуктуаций

определялся способом обработки. Совместное влияние обработки почвы и смены гидротермических условий обусловливало 57 % участия в превращениях углерода микробной биомассы второго года наблюдений.

3. Применение плоскорезной обработки почвы в рассматриваемых агроэкологических условиях способствует высокой урожайности яровой пшеницы и сохранению устойчивости почвенной системы, рассчитанной по величине метаболического коэффициента.

Литература

1. Зинякова Н.Б., Семенов В.М. Микробная биомасса как ключевой компонент органического вещества почвы и чувствительный индикатор его качества // Почвенно-земельные ресурсы: оценка, устойчивое использование, геоинформационное обеспечение: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. Минск: Изд-во БГУ, 2012. С. 116-118.

2. Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв // Агрохимия. 2003. № 7. С. 92-93.

3. Белоусова Е.Н., Белоусов А.А. Трансформация азотсодержащих соединений чернозема выщелоченного в условиях минимизации обработки // Вестник КрасГАУ. 2017. № 5. С. 149-156.

4. Белоусов А.А., Белоусова Е.Н. Влияние структурного состава почвы и агрохимика-тов на содержание углерода микробной биомассы // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. 2013. № 2. С. 25-31.

5. Белоусова Е.Н., Белоусов А.А. Сезонная 3. динамика водорастворимого органического вещества чернозема выщелоченного в условиях почвозащитных технологий // Вестник КрасГАУ. 2017. № 9. С. 134-139.

6. Власенко О.А. Динамика углерода подвиж- 4. ного гумуса в агрочерноземе при возделывании яровой пшеницы с помощью ресурсосберегающих технологий // Вестник КрасГАУ. 2015. № 9. С. 60-67.

7. Кураченко Н.Л., Колесник А.А. Структура и запасы гумусовых веществ агрочернозема 5. в условиях основной обработки // Вестник КрасГАУ. 2017. № 9. С. 149-157.

8. Воробьева Л.А. Теория и практика химического анализа почв. М.: ГЕОС, 2006. 400 с.

6.

Literatura

1. Zinjakova N.B., Semenov V.M. Mikrobnaja biomassa kak kljuchevoj komponent organicheskogo veshhestva pochvy i chuvstvi- 7. tel'nyj indikator ego kachestva // Pochvenno-zemel'nye resursy: ocenka, ustojchivoe ispol'-zovanie, geoinformacionnoe obespechenie: mat-ly mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Minsk: 8. Izd-vo BGU, 2012. S. 116-118.

2. Anan'eva N.D. Mikrobiologicheskie aspekty samoochishhenija i ustojchivosti pochv // Agrohimija. 2003. № 7. S. 92-93.

Belousova E.N., Belousov A.A. Transformacija azotsoderzhashhih soedinenij chernozema vyshhelochennogo v uslovijah minimizacii obrabotki // Vestnik KrasGAU. 2017. № 5. S. 149-156.

Belousov A.A., Belousova E.N. Vlijanie strukturnogo sostava pochvy i agrohimikatov na soderzhanie ugleroda mikrobnoj biomassy // Vestnik Burjatskoj gosudarstvennoj sel'sko-hozjajstvennoj akademii im. V. R. Filippova. 2013. № 2. S. 25-31.

Belousova E.N., Belousov A.A. Sezonnaja dinamika vodorastvorimogo organicheskogo veshhestva chernozema vyshhelochennogo v uslovijah pochvozashhitnyh tehnologij // Vestnik KrasGAU. 2017. № 9. S. 134-139. Vlasenko O.A. Dinamika ugleroda podvizhno-go gumusa v agrochernozeme pri vozdelyvanii jarovoj pshenicy s pomoshh'ju resursosbere-gajushhih tehnologij // Vestnik KrasGAU. 2015. № 9. S. 60-67.

Kurachenko N.L., Kolesnik A.A. Struktura i zapasy gumusovyh veshhestv agrocherno-zema v uslovijah osnovnoj obrabotki // Vestnik KrasGAU. 2017. № 9. S. 149-157. Vorob'eva L.A. Teorija i praktika himiches-kogo analiza pochv. M.: GEOS, 2006. 400 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.