CC BY
13
|1!Н,И1 !!П11Н
ИЗМЕНЕНИЯ В СОСТАВЕ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ СОЛОНЦЕВАТЫХ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
B.C. Цховребов
CHANGES IN THE COMPOSITION OF SALINOUS CHERNOZEM ANIMATE SUBSTANCE UNDER AGRICULTURAL USE
Tskhovrebov V.S.
In seasonal dynamics there was determined the number of main physiological groups of microorganisms in virgin and arable salinous chernozem: ammonificators, micro-organisms using mineral forms of nitrogen, microscopic fungi, cellulose-destroying micro-organisms, aerobic and anaerobic nitrogen-fixators and plant capacity. It is determined that virgin land biomass is 5,2, arable plants - 28,8 fodder crops. The number of micro-organisms in arable land compared with virgin land increases 2-5 times into the phases of agricultural plants active growth and development and has a great dynamism of seasonal indices.
В сезоннойдинамине определена численность основных физиологических групп микроорганизмов целины и пашни солонцеватых черноземов: аммонифинаторов, микроорганизмов, использующих минеральны/е формы/ азота, микроскопических грибов, целлюлозоразрушающих микроорганизмов, аэробных и анаэробных азот-фиксаторов, а такте урожайность растений.
УДК 631.445.4/445.53/461
Почвообразование - это процесс взаимодействия живой и косной материй. Косная материя представлена минералами, унаследованными от материнской породы и новообразованными в процессе почвообразования. Живая материя представлена, прежде всего, корневой системой высших растений и сопутствующей ей микрофлорой. «Живое вещество», по выражению В.И. Вернадского (1928), само создает почву и без огромного и сложного мира живущих в почве существ нет и не может быть почвы. Состав этого «живого вещества» и его «неделимых частей» - организмов, их популяции и сообщества определяют плодородие почв и принимают участие в формировании биомассы растений различных экосистем.
На состав микробной массы огромное влияние оказывает произрастающая растительность. Целинный травостой в отличие от агроценозов обладает огромным разнообразием. На пашне, как правило, произрастает монокультура. Циклы превращения веществ и энергии в условиях целины и пашни также различны.
Биологические круговороты веществ в естественных экосистемах близки к замкнутому типу. Они представляют собой управляемый сложившимся биоценозом механизм улавливания, аккумуляции, перераспределения и потребления энергии организмами и почвами. В этих условиях почвы удерживают колоссальное количество энергии и накапливают запасы питательных веществ на многие поколения растений. Практически
и
У -S Цховребов B.C.
ГЙИИ «Изменения в составе живого вещества черноземов солонцевашх...»
вся биологическая продукция в природных экосистемах остается, разлагается и минерализуется на поверхности и внутри почвы.
При сельскохозяйственном производстве отчуждается от 20 до 80% от всей биологической продукции вместе с урожаем. Это приводит к постепенному обеднению культурной экосистемы (агробиоценоза).
Для изучения изменений в составе почвенных микроорганизмов методом «ключей» были выбраны участки на целине и пашне в условиях элювиального ландшафта в СХП «Крымгиреевское» Андроповского района. Почва - черноземы солонцеватые мощные малогумусные легкоглинистые на элювии майкопских отложений. Пашня используется в течение 80 лет. Целинный травостой представлен разнотравно-злаковыми ассоциациями, на пашне высевалась озимая пшеница. Производили учет численности основных физиологических групп микроорганизмов: аммонификаторов (среда МПА -мясо-пептонный агар); микроорганизмов, использующих минеральные формы азота (среда КАА - крахмалоаммиачный агар); микроскопических грибов (среда Ч-Д - Ча-пика - Докса); целлюлозоразрушающих микроорганизмов (среда Гетчинсона); аэробных азотфиксаторов (среда Эшби); анаэробных азотфиксаторов (среда Вино-градского).
Почва отбиралась из зоны ризосферы растений в сезоне 2000-2001 годов по следующим фазам вегетации озимой пшеницы: всходы, ранне-весеннее кущение, цветение, молочно-восковая спелость, и после уборки. Была учтена биомасса целинного травостоя и урожайность озимой пшеницы.
Одной из функций корневой системы является выделение в окружающую среду веществ, различных по химической природе и биологическому значению. Доказано, что через корневую систему выделяются почти все типы водорастворимых органических веществ. Это выделение не является простой потерей и служит для поддержания жизни микроорганизмов. Количество и качество этих выделений, как и количество ризосфер-ной микрофлоры, зависит от биомассы растения и ее физиологических особенностей.
При учете биомассы целинного травостоя, выявлено, что она составляет 19,2 ц/га сена в год. Урожайность озимой пшеницы составила 24,0 ц/га. Если унифицировать эти данные и перевести в кормовые единицы, то на целине этот показатель равен 5,2, а на пашне 28,8 кормовых единиц. Налицо огромная разница в продуктивности двух экосистем. Это, безусловно, скажется и на количество микроорганизмов.
Проведенные исследования по составу почвенной микрофлоры выявили значительные различия между целиной и пашней (табл. 1).
Как видно из приведенных данных по количеству аммонификаторов на целине не обнаружено значительных колебаний в течение сезона (6,8 - 16,8 млн.кл/1 г почвы). На пашне численность микроорганизмов имеет сильнейший динамизм сезонных показателей. В фазе начала роста и развития озимой пшеницы (всходы и ранне-весенне кущение) количество аммонификаторов ниже на пашне. В фазе активного роста и развития культуры (цветение, мо-лочно-восковой спелости) численность этих микроорганизмов в 2,0-2,5 раза выше на пашне по сравнению с целиной. Это можно объяснить только активизацией выделительной деятельности корневой системы пшеницы и ее большей биомассой по сравнению с целинным травостоем.
В послеуборочный период в отсутствие растений на пашне снижается популяция микроорганизмов до значений ниже целинных.
Изменения в сезонной динамике микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, аналогичен аммонификаторам. Это объясняется тем, что большинство микроорганизмов, выращенных на среде КАА нитрификаторы, которые находятся в тесно метабиотической взаимосвязи с аммонифи-каторами.
В численности микроскопических грибов закономерности в сезонных изменениях выявить не удалось. Можно лишь отметить, что целинный участок в большинстве случаев несколько превосходил пашню.
Таблица
Сезонная динамика численности микроорганизмов чернозема солонцеватого целины и пашни
Вид угодия Количество микроорганизмов на различных питательных средах
МПА млн.к КАА млн.кл ч-д Гетчин-сона Эшби Вино-град-
л/1г /lr тыс.кл./lr тыс.кл/1 г тыс.кл/1 г ского-тыс. кл./ 1 г
Всходы
целина 6,8 12,6 20,4 50,0 20,0 7,0
пашня 1,8 2,2 7,0 200,0 40,0 34,0
Ранне-весенне кущение
целина 8,4 14,4 17,0 30,0 6,0 5,0
пашня 5,4 7,6 12,09 25,0 5,0 7,0
Цветение
целина 9, 1 13,3 35,0 40,0 30, 21,0
пашня 16,9 22.7 10,0 55,0 10,0 19,0
Молочно-восковая спелость
целина 12,8 17,9 40,0 52,0 22,0 33,0
пашня 28,8 42,2 60,0 150,0 25,0 100,0
После уборки
целина 16,8 18,3 60,0 103,0 40,0 133,0
пашня 14,1 16,6 20,0 441,0 15,0 261,0
Для целлюлозоразрушающих микроорганизмов характерно увеличение численности от фазы ранне-весеннего кущения к концу вегетации. Это обусловлено накоплением исходного материала для питания данной группы микроорганизмов. Почти во все сроки исследований участок пашни превосходил целину и особенно в фазу молочно-восковой спелости и после уборки (в 3 и в 4 раза соответственно).
При исследовании аэробных и анаэробных азотфиксаторов выявлено, что их численность также зависела от фазы развития растений. Отмечено, что количество микроорганизмов Azotobacter больше на целине по сравнению с пашней. В количестве микроорганизмов рода Clostridiym отмеча-
ется обратная тенденция. Эти микроорганизмы проявляют значительно меньшую азот-фиксирующую активность. Можно предположить, что целинные угодия обладают большей регенерирующей способностью к восстановлению утраченного азота.
Об авторе
Цховребов Валерий Сергеевич, кандидат биологических наук, профессор, заведующий кафедрой почвоведения Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ставропольского государственного аграрного университета.
