CC BY
44
УДК 631.814:41.412
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СВЕТЛО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Ю.Н. Платонычева, к.б.н., Н.В. Полякова, к.с.-х.н., А.В. Берчук
Нижегородская ГСХА, е-mail: [email protected]
Установлено, что почвы одного подтипа существенно отличаются по ряду физико-химических и биологических параметров в зависимости от характера использования участков. В большей степени с агрохимическими свойствами коррелирует нитрифицирующая способность и численность грибной микрофлоры. Окультуривание положительно влияет на содержание бактериального пула и нитрифицирующую способность почв и отрицательно на активность каталазы и численность микроскопических грибов.
Ключевые слова: почва, агрохимические и биологические свойства, использование земельных угодий, корреляционная зависимость.
CHANGE OF AGROCHEMICAL AND BIOLOGICAL PARAMETERS OF LIGHT-GREY FOREST SOIL
IN DEPENDENCE OF IT USE Yu.N. Platonycheva, N.V. Polyakova, A.V. Berchuk
It is established that soils of one subtype essentially differ on a number ofphysical and chemical and biological parameters depending on character of use of sites. In a greater degree with agrochemical properties correlates nitrification ability and number offungus microflora. Improvement are positively influences the maintenance of a bacterial pool and nitrification ability of soils and it is negative on catalase activity and quantity of microscopic fungus.
Keywords: soil, agrochemical and biological properties, land use, correlation dependence.
На территории Нижегородской области преобладают светло-серые лесные почвы, но пространственное расположение и экономические трудности не всегда позволяют использовать их на высоком агротехническом уровне, что привело к тому, что почвы одного подтипа существенно отличаются по плодородию и могут быть разделены на слабо- и сильноокультуренные варианты. Кроме того, в последние десятилетия значительную часть пашни перестали обрабатывать, и она перешла в категорию залежных земель, а некоторые участки перед выводом из севооборота были засеяны многолетними травами. Поэтому нами была поставлена задача исследовать различные угодья светло-серых лесных средне-суглинистых почв, расположенные на территории ООО «Истота» Богородского района.
Слабоокультуренные почвы в хозяйстве используют на низком уровне агротехники, практически без внесения удобрений; сильноокультуренные - систематически получают органические (10-20 т/га навоза), а при выращивании зерновых культур вносят и минеральные удобрения. Залежь (7 лет) представлена участком многолетних трав (посевы люцерны с подсевом клевера, засоренные в основном пыреем ползучим); залежь (15 лет) -участок со сформированной дерниной, зарастающий по окраинам мелколиственными породами деревьев. Об-
разцы целинных почв отобраны в мелколиственном лесу (с преобладанием березы и осины) с хорошо развитым травянистым покровом.
Почвы в зависимости от характера использования существенно отличаются по ряду агрохимических показателей (табл. 1). Пахотные варианты менее кислые по сравнению с почвами естественных экосистем за счет смены видового состава растительности и внесения известковых материалов. Сумма обменных оснований и емкость катионного обмена на пашне зависят от степени окультуренности почв, а на залежи - от произрастающей растительности и длительности периода прекращения агротехнических обработок. Замена сельскохозяйственных культур на естественную флору (в основном - разнотравье) на участке залежи 15 лет способствовала снижению рассматриваемых показателей до уровня целинных почв, тогда как под залежью (7 лет) сумма обменных оснований и емкость катионного обмена остались на высоком уровне.
Вовлечение почв в сельскохозяйственный оборот сопровождается усилением процессов минерализации органического вещества, содержание гумуса в слабоокуль-туренной пашне снижается в 1,5 раза по сравнению с лесом, систематическое внесение органических удобрений повышает содержание гумуса, но оно остается ниже
1. Агрохимическая характеристика светло-серых лесных почвах различных угодий
Угодья Гумус, % phkci Нг S ЕКО V, % Содержание элементов питания, мг/кг
мг-экв/100 г почвы P2O5 K2O
1. Лес 2,85 4,8 2,6 16,4 19,0 86 211 171
2. Залежь 7 лет (мн. травы) 3,52 5,2 2,4 23,3 25,7 91 439 84
3. Залежь 15 лет 2,47 5,4 1,9 17,9 19,8 91 511 125
4. Пашня слабоокультуренная 1,95 5,6 1,7 21,0 22,7 93 296 102
5. Пашня сильноокультуренная 2,37 5,9 1,5 24,3 25,8 94 611 121
НСР05 0,13 0,1 0,3 1,9 1,9 2 43 27
2. Показатели биологической активности и численность почвенных микроорганизмов
Угодья Ферментативная активность, О2 см3/г ■ мин Нитрифицирующая способность, мг/кг ■ 7 суток Целлюлозо-разлагающая способность, % Кол-во микроорганизмов в 1 г сухой почвы Коэффициент минерализации (ККА/МПА)
бактерии на МПА, млн. бактерии на ККА, млн. микроскопических грибов, тыс.
1. 1,12 10,7 16,4 2,57 2,65 2,30 1,03
2. 1,06 44,5 8,3 2,68 1,76 1,45 0,66
3. 1,03 15,7 10,0 3,09 2,32 1,58 0,75
4. 1,10 24,1 12,2 1,81 2,19 1,18 1,21
5. 0,88 33,5 13,8 2,57 2,70 0,42 1,13
НСР05 0,12 3,9 1,9 0,39 0,69 0,32 -
Примечание. Расшифровка вариантов дана в таблице 1.
уровня целинных вариантов. Максимально обогащены гумусом почвы травянистой залежи 7 лет, так как растительные остатки бобовых культур богаты зольными элементами и азотом, что способствует процессу гумификации и снижению интенсивности минерализации растительных остатков до конечных продуктов распада; кроме того, рассматриваемый участок до вывода из севооборота относился к сильноокультуренной пашне.
Содержание подвижного фосфора увеличивается в ряду: лес - слабоокультуренная пашня - залежь 7 лет -залежь 15 лет - сильноокультуренная пашня, хотя и характеризуется на всех вариантах высокими и очень высокими значениями. Наименьшее содержание обменного калия выявлено на участке 2 за счет его интенсивного выноса многолетними травами.
Плодородие почвы тесно связано с жизнедеятельностью микроорганизмов, определяющих направление многих почвообразовательных процессов. Одним из объективных показателей суммарной биологической активности почвы, отражающим интенсивность протекающих в ней биохимических процессов, является ферментативная способность. Почвы всех выбранных участков характеризовались низкой каталазной активностью, а на сильноокультуренной пашне - очень низкой, вероятно, за счет внесения высоких доз удобрений, ин-гибирующих этот фермент (табл. 2).
Наиболее высокая нитрифицирующая способность отмечена на участке с многолетними травами, так как бобовые культуры в течение вегетации вступают в сим-биотические отношения с азотфиксирующими микроорганизмами почвы, после чего биомасса азотфиксирую-щих клубеньков постепенно минерализуется, и часть освободившегося минерального азота, претерпевая множество изменений, используется нитрифицирующими организмами в качестве питательного субстрата. Внесение органических и минеральных удобрений на сильно-окультуренной пашне также повышает нитрифицирующую способность почв до повышенных значений.
Максимальные значения целлюлозолитической активности выявлены в почвах леса, за счет того, что они характеризуются наиболее оптимальными водно-воздушными и физическими свойствами и, кроме того, обогащены свежим органическим веществом, являющимся пищей для почвенных микроорганизмов, разлагающих растительные остатки. Длительное отсутствие механического воздействия ухудшает условия аэрации, повышает влажность в почвах залежи, что приводит к снижению целлюлозоразлагающей способности в них по 42 Агрохимический вестник • № 5 - 2011
сравнению с почвами агроценозов и леса.
Антропогенная деятельность оказывает существенное влияние также и на структуру микробного сообщества. В слабоокультуренной пашне отмечается снижение численности аммонифицирующих бактерий (на МПА) в 1,4 раза по сравнению с почвами леса, так как субстрат для их питания поступает сюда только с пожнивными и корневыми остатками возделываемых культур. Систематическое внесение органических удобрений увеличивает численность бактерий - аминогетеротрофов в сильно-окультуренной пашне до уровня целинных аналогов. Максимально обогащены данными микроорганизмами почвы залежи 15 лет, где наряду с луговой растительностью появляются древесно-кустарниковые формации, характерные для флористического состава северной лесостепи, вследствие чего существенно увеличивается емкость биологического круговорота и численность бактерий, усваивающих органические формы азота.
Численность бактерий, используемых минеральные формы азота (на КАА), в различных экосистемах отличается в меньшей степени, хотя при внесении органических удобрений и прослеживается тенденция к их увеличению.
Наибольшая биогенность в отношении микромице-тов характерна для почв лесного биоценоза, численность грибного населения здесь в 1,9-5,5 раз превышает таковое на пашне. На залежи доля микроскопических грибов по сравнению с пашней увеличивается по мере зарастания залежи новыми растительными формациями, остатки которых имеют более сложный химический состав, содержат много клетчатки, смол, лигнина и других соединений, минерализующихся в основном при участи грибной микрофлоры [1]. Кроме того, мероприятия по окультуриванию способствуют снижению кислотности, а микромицеты очень чувствительны к изменению реакции почвенной среды.
Об интенсивности процессов минерализации свидетельствует коэффициент минерализации и иммобилизации (КАА/МПА). Наименьшая интенсивность процессов минерализации наблюдается на участках залежи, что вполне согласуется с содержанием гумуса. Кроме того, выявлено, что на данных участках уменьшается целлюлозоразлагаю-щая способность почв, что также указывает на снижение интенсивности процессов минерализации органического вещества. Пахотные почвы отличаются более интенсивными процессами минерализации по сравнению с целинными и залежью, максимальные значения присущи слабоокуль-туренным почвам с низким уровнем агротехники, что способствует расширению соотношения КАА/МПА.
Так как светло-серые лесные почвы в пределах одного подтипа существенно отличаются по ряду показателей, то мы сделали попытку оценить тесноту взаимосвязи между биологическими параметрами и некоторыми агрохимическими свойствами. Математический анализ показал тесную взаимосвязь нитрифицирующей способности с суммой обменных оснований и емкостью кати-онного обмена (г = 0,84-0,86), среднюю с гумусом и содержанием Р205 (г = 0,41-0,44); количество бактерий-аминогетеротрофов в средней степени зависит от содержания гумуса (г = 0,42); численность грибной микрофлоры имеет сильную положительную связь с гидролитической кислотностью (г = 0,71) и отрицательную с обменной (г = -0,89). Полученные результаты подтверждают, что содержание органического вещества оказывает существенное влияние на состояние бактериального пула, а содержание микроскопических грибов повышается с увеличением кислотности почв [1, 2].
В пахотных почвах мы можем регулировать изменение агрохимических показателей за счет приемов окультуривания. Однако окультуривание оказывает не равнозначное влияние на биологические параметры почв. Построение уравнений регрессии и расчеты коэффициентов детерминации и корреляции показали, что наиболее
тесная положительная связь степени окультуренности выявлена с нитрифицирующей способностью и численностью бактерий, синтезируемых органические формы азота (г = 0,87; R2 = 0,76-0,77), что позволяет использовать данные показатели в качестве диагностического признака сильноокультуренных светло-серых лесных почв. На возможное применение значений нитрифицирующей способности при подразделении почв по степени окультуренности указывалось и ранее в работе Л.Н. Благовидова [3], а также в нашей работе для темно-серой лесной почвы [3]. Каталазная активность и численность грибной микрофлоры находятся в обратной сильной зависимости, коэффициенты корреляции составляют соответственно -0,89 и -0,94.
Таким образом, характер использования почвы -один из ведущих факторов формирования плодородия. Окультуривание способствует увеличению содержания гумуса и основных элементов питания, а также повышает нитрифицирующую способность и численность бактериальной микрофлоры. Вывод пахотных почв из земледельческого использования в категорию залежи сопровождается постепенным восстановлением ряда показателей в сторону почв лесных биоценозов.
Литература
1. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. - Л.: Наука, 1980. - 187 с.
2. Мишустин Е.Н. Ассоциация почвенных микроорганизмов. - М.: Наука, 1975. - 354 с.
3. Благовидов Л.Н. Сущность окультуривания подзолистых почв // Почвоведение, 1954, № 2. - С. 46-60.
4. Полякова Н.В., Платонычева Ю.Н., Володина Е.Н., Нарчев М.А. Использование биологических параметров для оценки окультуренности серых лесных почв // Плодородие, 2010, № 4. - С. 40-41.
УДК 631.8:631.445
НИТРАТНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМОВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ
Л.П. Галеева, к.с.-х.н.
Новосибирский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected]
Эффективность способов внесения удобрений по годам прямо зависела от запасов продуктивной влаги в почве и количества осадков за вегетационный период. Удобрения в дозе N35Р42К30, увеличивая минерализацию органического вещества и азота почвы, уменьшали в ней в 2-3 раза дефицит азота и поддерживали высокий уровень его нитратной формы при получении 25-28 ц/га пшеницы. При этом действие разбросного и рядкового внесения удобрений на величину урожайности яровой пшеницы было одинаковым. Поэтому с экономической точки зрения удобрения под пшеницу целесообразно вносить в рядки с семенами при посеве.
Ключевые слова: нитратный режим, черноземы выщелоченные, способы внесения удобрений, критическая влага, запасы продуктивной влаги.
NITRATE MODE OF LEACHED CHERNOZEM AT DIFFERENT WAYS OF FERTILIZER
L.P. Galeeva
The effectiveness of methods of fertilizer application on an annual basis directly dependent on the stock of productive soil moisture and rainfall during the growing season. Fertilizer dose N35P42K30, increasing the mineralization of organic matter and soil nitrogen, reduce it to 2-3 times the nitrogen deficiency in obtaining 25-28 t/ha of wheat and maintain high levels of nitrate nitrogen. Action splash and row application of fertilizers on the value of the yield of spring wheat was the same. Therefore, from an economic point of view offertilizer for wheat it is expedient to make in rows with the seed at sowing.
Keywords: nitrate mode, leached chernozem, methods offertilizer application, critical moisture, reserves of productive moisture.
