CC BY
55
***** ЯЗШСЖИ)Г ***** № 2(18) 2010
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 631.432.2:502.521 (470.4)
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЛАГООБЕСПЕЧЕНИОСТИ ПОЧВЫ В ЗОНЕ СУХИХ СТЕПЕЙ
НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
SOIL’S MOISTURE SUPPLY ECOLOGICAL EFFICIENCY IN NIZHNEJE POVOLZHJE DRY STEPPES ZONES
C.B. Адров, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А.Е. Габидулина, соискатель
ФГОУВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
S.V. Ardov, А.Е. Gabidulina
Volgograd state agricultural academy
Определены размеры влагонакопления атмосферных осадков в условиях богары под защитой лесополосы в степной зоне Поволжья. Сделан сравнительный анализ показателей на накопление азота в пожнивно-корневых остатках, накопление запаса корневых и пожнивных остатков, как бактеризованной, так и небактеризованной люцерны в зависимости от отдаленности культуры от лесополосы.
Atmospheric precipitation water conservation size in boghara conditions under the protection of forest belt in Povolzhje steppe zone is determined in the article. Indices on nitrogen accumulation in stubble-root remainders, root and stubbly remainders both bacterized and nonbacterized luseme resource accumulation in dependence on the crops distance from the forest belt comparative analysis is made here.
Ключевые слова: плодородие почвы, продуктивная влага, «биологический азот», лесополоса, люцерна.
Key words: soil fertility, productive moisture, «biological nitrogen», forest belt, Lucerne.
Увеличение урожайности сельскохозяйственных культур во многом зависит от обеспеченности их элементами минерального питания и, в первую очередь, азотом. В большинстве почв минеральные азотные соединения, доступные растениям, находятся в минимуме. Поэтому вопрос повышения плодородия почв, прежде всего, связывается с обеспечением их азотом.
Однако накопленный разносторонний экспериментальный материал убеждает в том, что ставка на почти полное покрытие выноса азота за счет минеральных удобрений является необоснованной и опасной по своим экономическим и экологическим последствиям.
Опасные последствия переудобрения в целях повышения урожайности культур ведут к накоплению нитратов растениями, кроме того, атмосферные осадки, талые и поливные воды вымывают азотные удобрения из почв в грунтовые воды и водоемы. Употребление воды, пищи, кормов, богатых нитратами, вызывают болезни обмена веществ,
опорно-двигательной и нервной систем, генеративных и генетических нарушений.
Предотвращение негативных последствий чрезмерного применения азотных удобрений заставляет искать решения проблемы азота путем расширения процесса биологической азотфиксации.
Роль «биологического» азота как фактора повышения плодородия почвы, урожайности и экономичности культур, а также охраны биосферы еще недооценивается. Биологическая азотфиксация в условиях химизации должна расширяться за счет посевов бобовых культур. Связывать азот атмосферы могут микроорганизмы, симбиотически живущие с растениями и свободно живущие в почве.
Положительная роль, которую играют в сельском хозяйстве бобовые культуры, тесно связана с жизнедеятельностью клубеньковых бактерий рода ШйгоЫит, с которыми бобовые растения находятся в тесных симбиотических взаимоотношениях и образуют на корнях клубеньки. Продуктивность бобовых культур, их урожай, накопление ими «биологического» азота и растительного белка в урожае зависит в значительной степени от влажности почвы. Клубеньки образуются в интервале 40-80 % увлажнения почвы от полной влагоемкости. Недостаток влаги в почве приводит к отмиранию сформировавшихся клубеньков. При пониженной влажности почвы клубеньковые бактерии не размножаются, но могут длительное время сохраняться, если почва остается сухой.
Весенняя влагозарядка богары в зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья создается в основном осенне-зимними и весенними осадками. 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 влияние зависимости симбиоза люцерны и клубеньковых бактерий от влагообеспеченности почвы.
Наши исследования, исследования других авторов [1, 4] показали, что в весенней влагозарядке почвы велика роль защитных лесонасаждений.
Экспериментальные исследования проводились в ООО «Крестьянское хозяйство Маяк» Ольховского района Волгоградской области в 2006-2008 гг. Почвы хозяйства 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.
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
Современное состояние исследований показывает, что за счет деятельности клубеньковых бактерий люцерна способна фиксировать до 300-500 кг/га азота, оставлять с корнями и пожнивными остатками до 180-200 кг азота на гектаре [2]. По данным В.Н. Чурзина [5], Е.К. Муковниковой [3], за счет корневых остатков при трехлетнем сроке использования люцерна оставляет до 186,8 кг/га азота, 35,6 кг/га фосфора и 67,0 кг/га калия, что существенно повышает плодородие почвы.
Влияние влагообеспеченности почвы позволяет сделать сравнительный анализ показателей на накопление азота в пожнивнокорневых 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 таблице 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.
Таблица 2 - Накопление азота в пожнивно-корневых остатках под люцерной по годам жизни
Рассгояни е делянок от лесополос ы, м Люцерна Надежда Прибавка к контролю Люцерна Надежда + штамм 43 а Прибавка к контролю
Количест во корневых остатков в почве, т/га Накоплен ие азота в корневых остатках, кг/га кг/га % Количес тво корневы X остатко в в почве, т/га Накопле ние азота в корневы X остатках , кг/га кг/га %
1 2 3 4 5 6 7 8 9
первого года жизни (2006 г.)
10-60 1,95 42,5 4,5 11,8 2,06 47,4 9,4 24,7
80-130 1,88 41,2 3,2 8,4 1,98 45,5 7,5 19,7
150-200 1,78 38,8 0,8 2,0 1,82 41,9 3,9 10,3
220-270 1,76 38,4 0,4 1,1 1,82 41,9 3,9 10,3
290-340 (контроль 1,74 38,0 - - 1,74 40,0 2,0 5,0
Содержание азота в сухой биомассе корней: небактеризованной люцерны - 2,18 %; бактеризованной люцерны - 2,30 %
ВТО рого года жизни (2007 г.)
10-60 2,86 65,2 21,2 48,2 3,06 73,4 29,4 66,8
80-130 2,61 59,5 15,5 35,2 2,82 67,6 23,6 53,6
150-200 2,54 57,9 13,9 31,6 2,63 63,1 19,1 43,4
220-270 2,04 46,5 2,5 5,7 2,10 50,4 6,4 14,5
290-340 (контроль) 1,93 44,0 - - 2,00 48,0 4,0 9,1
Содержание азота в сухой биомассе корней: небактер изованной люцерны - 2,28 %; бактеризованной люцерны - 2,40 %
Окончание таблицы 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9
третьего года жизни (200! 5 г.)
10-60 3,31 70,2 23,2 49,4 3,53 79,1 32,1 68,3
80-130 3,25 68,9 21,9 46,6 3,32 74,4 27,4 58,3
150-200 3,09 65,5 18,5 39,4 3,14 70,3 23,3 49,6
220-270 2,51 53,2 6,2 13,2 2,56 57,3 10,3 21,9
290-340 (контроль) 2,22 47,0 - - 2,36 52,8 5,8 12,3
Содержание азота в сухой биомассе корней: небактеризованной люцерны - 2,12 %; бактеризованной люцерны - 2,24 %
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 о влиянии полезащитной полосы в условиях степной зоны указывают на укрепление пищевого режима почвы, улучшение её водно-физических свойств.
В результате нашей работы можно сделать вывод: изменение почвообразовательного процесса степных почв в условиях лесополос определяется рядом факторов, степень развития которых зависит в первую очередь от количества запаса влаги весной после снеготаяния.
Влияние лесополосы проявилось на увеличении потенциальных возможностей симбиоза клубеньковых бактерий как спонтанных, так и инокулированных штаммом 43а с бобовым растением. Характер жизнедеятельности люцерны и клубеньковых бактерий менялся в зависимости от тех условий, в которых они развивались. Следовательно, из разнообразного комплекса внешних условий (температура, аэрация, реакция среды, свет, наличие органических и минеральных соединений, окультуренность почвы и ряд других) видно, что влажность почвы на богаре - важнейший фактор, определивший рост многолетней травы, развитие клубеньковых бактерий и высокую их активность.
Библиографический список
1. Влияние конструктивных особенностей стокорегулируюгцих лесополос на эрозионно-гидрологический процесс в Нижнем Поволжье // Сб. межд. науч.-практ. конф. -Курск: Всероссийский НИИ земледелия и защита почв от эрозии. РАСХН; 2003 - 546 с.
2. Возделывание люцерны на семена при орошении / Г.А. Медведев, В.И. Крахмалев, А.В. Ломтев и др. - М.: Россельиздат, 1987. - С. 9.
3. Муковникова, Е.К. Влияние нитрагинизации и органических удобрений на симбиотическую азотфиксацию и продуктивность семенной люцерны на светло-каштановых почвах при орошении: автореф. канд. с.-х. наук /Е.К. Муковникова. - Волгоград, 1995. - С. 9-12.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
4. Новые приемы снегозадержания при обустройстве агролесоландшафта / А.Н. Сергеев, Р. Д. Балычев, В.О. Аверьянов, А.С. Терехин // Плодородие. - 2007. - № 7. - С. 29-30.
5. Чурзин, В.Н. Биологические основы и приемы создания высокопродуктивного травостоя люцерны при выращивании на корм и семена в условиях орошения на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья: дис.... д-ра с.-х. наук: 06.01.09 / Чурзин Виктор Николаевич. - Волгоград. 1990. - С. 47.
E-mail: avzhanochka@mail.ru
