CC BY
12
2. Урожайность озимой пшеницы в среднем за 2006-2008 гг., т/га
Севооборот Обработка почвы
отвальная безотвальная мелкая
Пар Озимая пшеница Яровая пшеница Ячмень 1,62 1,56 1,63
Пар Озимая пшеница 1,47 1,85 1,82
Пар Озимая пшеница Эспарцет 1,66 1,72 1,79
Общая урожайность озимой пшеницы 1,58 1,76 1,75
главным образом, в верхних слоях почвы. Там же сосредотачиваются и органы размножения многолетних видов сорных растений. Отсюда функция вспашки как приема борьбы с сорными растениями состоит в том, чтобы верхний (0-10 см) слой почвы с зачатками сорняков переместить на дно борозды и заделать достаточным слоем почвы из нижней, относительно менее засоренной части пахотного слоя. Хуже сорняки развиваются при мелкой обработке почвы, при этом засоренность наибольшая.
Самые незначительные изменения наблюдаются при плоскорезной обработке почвы, при этом засоренность имеет среднее значение.
Подводя итог, следует отметить, что отвальная обработка имеет свое преимущество только во влажные годы. Так как 2007-2008 гг. были очень сухими и происходило иссушение земли, урожайность озимой пшеницы была незначительна и преимущество имели мелкая и плоскорезная обработки.
УДК 631.461:631.445.24
ИЗУЧЕНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ
А.А. Курило (научные руководители: В.Г. Лошаков, д.с.-х.н., Д.А. Постников, к.б.н.)
РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, e-mail: [email protected] Статья поступила в редакцию 25.12.2009 г.
Установлено, что сафлор - потенциальное зеленое удобрение на дерново-подзолистых почвах. По сравнению с культурами традиционно используемыми в качестве зеленого удобрения, горчицей белой и люпином узколистным, биологическая активность почвы после заделки сафлора характеризуется как - сильная. Сафлор на ряду с люпином способствует активизации аэробных азотофиксаторов.
Ключевые слова: биологическая активность почвы, интенсивность дыхания почвы, сафлор, люпин узколистный, горчица белая, зеленое удобрение.
RESEARCH OF SOD-PODZOLIC SOIL MICROBIOLOGICAL ACTIVITY
A.A. Kurilo
It is established, that safflower - is a potential green manure crop on sod-podzolic bedrocks. In comparison with traditional green manure crops, mustard white and a lupine angustifoliate, at its embedding the bedrock biological potency is characterized as - strong. The safflower on a number with a lupine promotes activization of an aerobic microflora right after embeddings in bedrock.
Keywords: soil biological activity, intensity oа soil breath, safflower, lupine, white mustard, green manure.
Сидеральные культуры - существенный фактор воздействия на плодородие дерново-подзолистой почвы, они служат важным источником пополнения запасов органического вещества (зеленые удобрения), выполняют агротехническую, почвозащитную, фитомелиоратив-ную и фитосанитарную функции, участвуют в биологическом круговороте веществ. По данным В.А. Федорова (1999), при урожайности зеленой массы горчицы белой 203 ц/га на каждый гектар поступает 7,5 т сухого вещества, содержащего 113 кг азота, 41 кг фосфора, 171 кг
калия, что эквивалентно внесению более 20 т навоза. Кроме высокого удобрительного действия сидераты имеют важные преимущества: 1 - низкая себестоимость, затраты на зеленое удобрение в несколько раз меньше затрат на приготовление и внесение в почву органических удобрений; 2 - равномерность распределения органической массы по полю и почве (какой трудно добиться при использовании навоза и других органических удобрений); 3 - позволяют наиболее полно, рационально использовать земли, агроклиматические ресурсы, техни-
ку, удобрения, мелиоративные системы и др. средства производства, так как сидераты возделывают в тот период, когда поле свободно от основной культуры.
В наших опытах изучено последействие как традиционных сидеральных культур горчицы белой (Sinapis alba L.) и люпина узколистного (Lupinus angustifolius L.), так и новой, перспективной культуры - сафлор (Cartha-mus tinctorius L. ).
Опыт заложен на дерново -подзолистых среднесугли-нистых почвах в Московской области на территории опытной станции п. Михнево. Участок равнинный. Эрозионные процессы слабо выражены. Предшествующей культурой были многолетние кормовые травы, удобрения на опытном участке не вносили в течение 10 лет. Исходные данные по агрохимическому анализу почвы: гумус 1,3%, pHKCl 5,7, Нщелочн. 1,99 мг/100 г почвы, Р2Озподв. 22,15 мг/100 г почвы, ^О^. 18,6 мг/100 г почвы.
Норма высева люпина (на зеленую массу) составила 160 кг/га (по схеме 10/15), горчицы - 30 кг/га (6/15), сафлора - 25 кг/га (20/15). В опыте 4 варианта: 1 - пар, 2 - сафлор, 3 - горчица белая, 4 - люпин узколистный. Площади делянок составили 20 м2. Повторность четырехкратная. Заделку зеленой массы провели в фазе цветения растений механизированным способом.
В течение вегетации исследуемых культур проводили фиксирование наступления фаз развития растений.
Установлено, что сафлор существенно отличался по продолжительности наступления даты начала всходов и последующих фаз развития, фаза цветения наступила практически спустя месяц после горчицы. По результатам биометрических наблюдений следует отметить, что растения в середине фазы цветения имели в среднем следующие линейные размеры: горчица - 115 см, сафлор 85 см, люпин - 65 см.
После того как опытные делянки были задискованы в фазе цветения, заложили льняные полотна (10*20). Для оценки биологической активности почвы использовали аппликационный метод. Для оценки биологической активности почв по разложению льна-полотна (% разложившегося полотна за вегетационный сезон) применяли шкалу Д.Г. Звягинцева: очень слабая <10, слабая 10-30, средняя 30-50, сильная 50-80, очень сильная > 80 (Минеев, 2001).
Биологическая активность почвы наименьшая, в вариантах с парующей почвой слабая и средняя активность (табл. 1). В вариантах с использованием сафлора отмечается очень высокая скорость разложения льна-полотна 67%, что соответствует биологической оценки активности почвы, как «сильная». В вариантах, где проводили запашку горчицы белой и люпина узколистного биологическая активность почвы в слое 0-20 см соответствует оценки - «средняя».
Для сравнительной оценки заселенности почвы опытных делянок азотобактером (аэробным азотофиксатором), денитрифицирующими бактериями, микроскопическими грибами, нитрифицирующими бактериями, актиномице-тами использовали метод последовательных разведений, с посевом на твердые и жидкие стандартные питательные смеси (среды Эшби, Гильтая, Чапека, Виноградского, КАА, МПА). Учет азотобактера проводили по степени обрастания комочков почвы на среде Эшби. Подсчет колоний проводили на 5-е сутки (Теппер, Шильникова, Пе-реверзева, 2001). Наибольшее количество свободноживу-щих аэробных азотофиксаторов проявило себя в вариантах с сафлором и люпином (развитие колоний азотобактера - 94 и 96%). Таким образом, запашка зеленой массы сафлора и люпина создает наиболее благоприятные условия для развития аэробных азотофиксирующих микроорганизмов Azotobacter chroococcum.
1. Биологическая активность почвы
Вариант, повторность Масса полотна, г Разница с контролем, % к кон- Биологическая активность почвы
(эксп. 2 месяца) вследствие микробиоло- тролю по сравнению с контролем
исход./конеч. гического разложения, г (по шкале Д.Г. Звягинцева)
Контроль (чистое полотно) 8 образцов 4,6 4,6 100
1. Пар 1 4,6/4,1 0,5 10,9 слабая
2 4,6/4,0 0,6 13,0 слабая
3 4,6/4,1 0,5 10,9 слабая
4 4,5/4,2 0,3 20,0 слабая
среднее 4,1 0,5 13,7 слабая
2. Сафлор 1 4,6/1,4 3,2 69,6 сильная
2 4,5/1,6 2,9 64,4 сильная
3 4,6/1,6 3,0 65,2 сильная
4 4,5/1,4 3,1 68,9 сильная
среднее 1,5 3,0 67,0 сильная
3. Горчица 1 4,5/2,8 1,7 37,8 средняя
белая 2 4,6/3,0 1,6 34,8 средняя
3 4,6/2,6 2,0 43,5 средняя
4 4,5/2,4 2,1 46,6 средняя
среднее 2,9 1,8 40,7 средняя
4. Люпин 1 4,5/2,4 2,1 46,7 средняя
узколистный 2 4,6/2,3 2,3 50,0 средняя
3 4,6/2,8 1,8 39,1 средняя
4 4,5/2,2 2,3 51,1 сильная
среднее 2,4 2,1 46,7 средняя
2. Учет численности микроорганизмов в опытных образцах
Вариант Численность микроорганизмов в 1 г абсолютно сухой почвы Обрастание колоний аэробных азотфиксаторов, %
клеток денит-рификаторов клеток анаэробных азотфиксаторов КОЕ грибов КОЕ актиномицетов КОЕ, использующие N^..
1. Пар 6,7х103 0,3х103 60,7х104 82,8х104 56,5 х104 40
2. Сафлор 44,4х103 1,0х103 2,8х104 14,9х105 63,6 х104 94
3. Горчица 44,4х103 10,0х103 2,6х104 24,4х105 48,2х104 52
4. Люпин 6,7 х103 0,3х103 1,6 х104 21,1х105 59,0 х104 96
3. Результаты определения интенсивности дыхания почвы опытных образцов
Вариант Повторность Vsir, мкл/г почвы в час Vbasal, мкл/г почвы в час QR Смикр., мкгС/г почвы в час
1. Пар 1 6,87 0, 80 0,11
2 6,15 0,43 0,07
3 6,82 0,79 0,12
4 6,77 0,79 0,12
среднее 6,65 0,70 0,12 266,26
2. Сафлор 1 10,24 2,10 0,21
2 9,69 2,01 0,21
3 9,62 1,97 0,20
4 9,49 1,79 0,19
среднее 9,76 1,96 0,20 390,79
3. Горчица 1 11,94 2,18 0,18
белая 2 10,77 2,17 0,20
3 9,10 1,97 0,22
4 12,07 1,57 0,13
среднее 10,97 1,97 0,18 439,24
4. Люпин 1 13,27 1,31 0,10
узколист- 2 12,57 1,26 0,10
ный 3 13,91 1,45 0,10
4 12,28 1,21 0,10
среднее 13,00 1,30 0,10 520,52
По данным таблицы 2 можно заключить, что на делянках 2 и 3 варианта активно протекает процесс денит-рификации: в 1 г почвы (после заделки сафлора и горчицы) количество клеток денитрифицирующих бактерий составило 44,4х103, горчица также стимулирует рост бацилл (Bacillus mycoides) (КОЕ составляет 48,2х104), анаэробных азотофиксаторов (КОЕ в 1 г почвы составляет 10,00х103), актиномицетов (КОЕ 24,4х105). После запашки сафлора активность анаэробных азотофиксато-ров не столь ярко проявляется, как в варианте с горчицей (КОЕ 1,00х103), а активность грибов по сравнению с парующей почвой, как и в варианте с горчицей значительно снижена (2,78х104).
Для оценки интенсивности дыхания почвы опытных делянок провели определение базального (Vbasai) и суб-страт-индуцированного дыхания (Vsir), расчет коэффициента дыхательной активности микроорганизмов - QR (по отношению фонового дыхания к субстрат-индуцированному) и биомассы микроорганизмов почвы. Интенсивность дыхания почвы определяли на кафедре микробиологии РГАУ-МСХА методом, представленным в работах Дж. Андерсона и К. Домша в модификации Н.Д. Ананьевой (Ананьева, 1993, 1997).. Базальное дыхание исследовали по скорости выделения СО2 почвой за 5 суток ее инкубирования при температуре 22°С и ПВ 60%. Анализ проб проводили с использованием газового хроматографа Кристалл 5000. Повторность четырехкратная. Биомассу почвенных микроорганизмов (Смикр.) рассчитывали по скорости субстрат-индуцированного
дыхания, используя формулу:
Смикр. (мкг С/г почвы в час) = 40,04 х У81Г (мкл СО2/г почвы в час)
Коэффициент дыхательной активности микроорганизмов QR - важный индикатор состояния и развития микробного сообщества почв. Из данных таблицы 3 можно заключить, что в микробном ценозе почвы, где проводили запашку сафлора и горчицы процессы энергообмена протекают активнее, чем в парующей почве, (ср. QR = 0,20 и 0,18 соответственно). Наибольшее значение средней скорости базального дыхания также в варианте с сафлором (1,96 мкл/г почвы в час) и горчицей (1,97 мкл/г почвы в час), где микробное сообщество почвы отзывается активным ростом и соответственно дыханием. Однако в варианте с люпином расчетная микробная биомасса имеет наибольшую величину (520,52 мкгС/г почвы в час).
Таким образом, сафлор - как потенциальная сиде-ральная культура достойна внимания, и при всестороннем изучении может быть рекомендована для включения в фитомелиоративные севообороты на дерново-подзолистых почвах. В сравнении с традиционными сидеральными культурами (горчицей белой и люпином узколистным). Их биологическая активность почвы характеризуется как - сильная. Сафлор также способствует активизации аэробных азотофиксаторов и актиномицетов. При оценке интенсивности фонового дыхания вариант с заделкой сафлора имеет наибольшую скорость.
