CC BY
14
Варианты опыта
Сроки компостирования: □ 7 сут ■14сутПЭ0сутП 45 сут
Рис. Влияние морленнтового туфа и его органо-минеральных смесей на динамику численности микроорганизмов
Основываясь на результатах проведенных исследований можно заключить, что аллювиальная луговая почва проявляет высокую биологическую активность в оптимальных условиях температуры и влажности. Применение удобрений и их смесей с морденитовым туфом не угнетало биологическую активность исследуемой почвы. Влияние МТ на численность микроорганизмов несколько превосходило таковое от действия минеральных удобрений.
Литература
I. Звягинцев Д.С.Современные проблемы экологии почвенных микроорганизмов // Микробиология окружающей среды. - Алма-Ата, 1980. - С. 65-79.
Л.В. Будажапов, А.С. Билтуев, Р.Д. Норбоеанжилов, М.Ж. Будажапова
г. Улан-Удэ
Минерализация азота стерневых остатков и изменение азотного фонда почвы
сухой степи Забайкалья
The first time on the basis of microfield experiments was made assessment of potential (Nlt) and kinetic nitrogen mineralization of plant residues and soil nitrogen content in conditions of Transbaikalia dry steppe. Mineralization ofplant residues to accompanied of icreasement nitrogen content in chestnut soil and mineralization of soil nitrogen simultaneously with models of degree, exponent and lain regressons in higher common its dependence (R = 0.687),
Важнейшей характеристикой азотного фонда каштановой почвы в типичных условиях сухой степи Забайкалья является диагностика азотного ее режима при разложении стерневых остатков. Это связано не только с низким содержанием общего азота в почве, которое в среднем (п = 56) составляет 0.114 ± 0.06% с пределами от 0.07 (Лапухин,2000) до 0.26% (Абашее-ва,1992;Ревенский,2002), но и с отсутствием надежных критериев этой оценки. Соответственно этому, цель исследований заключалась в оценке значимости минерализации азотистых соединений стерневой массы в увеличении низкого азотного фонда этой почвы.
Кинетический потенциал изменения азотного фонда этой каштановой почвы представлен по увеличению общего азота в пахотном ее слое при разложении и минерализации азота стерневой массы в условиях микрополевого модельного опыта (с.Иволгинск, Бурятия) в сосудах без дна в 1996 - 2003 г.г. с построением математико-статистических моделей изменения их общего азота во времени. На этой основе рассчитан потенциал (No) и константа скорости (к) процессов. При допущении, что они подчиняются кинетике первого порядка и описываются в виде: -dN / dt = kN, где N = N0 - N, - потенциал минерализации (стерня) или увеличения (почва) азота в конце интервала времени t, а к - константа скорости этих сопряженных процессов(Савич, 1972; акин,1980; Stanford, 1972; Stanford, Epstein,1974). Качество построенных моделей оценивалось по средней ошибке аппроксимации (А,%).
В результате исследований установлено статистически значимое увеличение азотного фонда почвы при одновременном снижении азота в стерневой массе в результате минерализации азотистых ее компонентов (табл.1). Содержание N общего в почве за восемь лет в среднем воз-
росло на 22.5 ± 2.1 мг или на 16.4% исходного (1996г.) при незначительной вариабельности и отражало потенциал его увеличения. Отсюда, чувствительность низкого азотного фонда этой почвы на минерализацию азотистых соединений стерневых остатков была высокой. Модель изменения общего азота имела вид экспоненциальной регрессии:
N общий почвы, мг = 149.62 е 11№и'.(1), где 149.62 - константа; е - основание натурального логарифма; I - порядковый номер года; 0.0044 - константа скорости (к) увеличения азотного фонда почвы. При этом, эта модель позволила впервые оценить кинетический потенциал возможностей этого проявления, который ранее имел лишь фактологическую оценку (Чимитдор-жиева, 1990; Абашеева, 1992; Лапухин,2000;Ревенский,2002).
Изменение азотного фонда каштановой почвы при минерализации азотистых компонентов стерневой массы в сухой степи Забайкалья, мг / 100 г
Оценка \ Год наблюдений и показатели оценки, п = 8 Статистики**
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 М ± ш У%
стерня * N 459.5 383.0 184.5 143,5 123.9 76.0 65.2 10.7 181± 56 87.7
н0 - 76.5 198.5 41.0 19.6 47.9 10.8 54.5 64,1± 24 98.5
% 100.0 16.6 43.2 8,92 4.27 30 4 2.35 11.7 14.3±5. 7 98.9
почва* N 137.3 152.6 169.7 163.1 160.0 160.5 157.4 155.4 -и г- 6.04
- 15.3 32.4 25.8 22.7 23,2 20.1 18.1 22.5±2, 1 24.8
% 100.0 11.1 23.6 18,8 16.5 16.9 14.6 13.2 16.4±1. 5 24.8
* - N - N общий, - потенциал минерализации (стерня) и увеличения азота (почва); ** - НСР0ч: стерня - N общий 0.369 и N0 - 20,044; почва - N общий 12.451 и И, -6.811.
Последний в этой оценке аппроксимировался в виде линейной регрессии:
N0, мг = 25.128 - 0.657 (2), где 25.128 - константа; I - порядковый номер года; 0.657 - константа скорости (к) потенциала, которая отражала региональную его кинетику и представлена впервые при высоком качестве построения этой модели (А = 17.5%). Причем, характер потенциала увеличения (N0) азотного фонда этой почвы был более устойчивым во времени (линейная регрессия), нежели изменения общего азота (регрессия экспоненты) при средней и статистически не доказанной ({ф < их сопряженности (г = 0.53 ± 0.38), Следовательно, значимое увеличение общего азота в каштановой почве при разложении стерневых остатков не обязательно сопровождается устойчивым увеличением его потенциала. Как следствие, и их кинетический потенциал в этом проявлении (к) был также различный.
Невысокий кинетический потенциал увеличения азотного фонда этой почвы (к = 0.657) при его средних показателях 22.5 ± 2.1 мг или 16.4% общего азота, обеспечивался за счет минерализации азотистых компонентов стерневой массы. При этом, снижение содержания азота в ней, независимо от различий в эколого-почвенном состоянии сухой степи по годам, отличалось очень высокой вариабельностью и за восемь лет оно, в среднем, снизилось до 10.7 ± 0.6 мг или 97.6% исходного (табл.1). Отсюда, даже при высокой лигнинофицированности этих остатков {Чимитдоржнева, 1990) и очень высокой вариабельности осадков (V > 68.3%) в сухой степи, содержание общего азота в разлагающихся остатках, существенно снижалось во времени (табл.1). При этом, модель минерализации подчинялась регрессии степени: N общий стерни, мг = 767.4 1 ~'4<13.(3), где 767.4- константа; I- порядковый номер года; -¡.443 - константа скорости (к) минерализации общего азота массы. Качество выведенной модели было очень высоким - А = 7.74%. Отсюда, кинетика минерализации азота стерни (к = -1.443) при ее разложении была на несколько порядков выше по модулю константы скорости увеличения азота почвы (к = 0.0044) и потенциала (0.657).
В итоге, высокие размеры и темпы минерал изациии азота стерной массы (функция степени) и обеспечивали значимое увеличение азотного фонда каштановой почвы (экспоненциальная
94
функция). В противном случае, это вряд ли было бы возможным в этой оценке. При этом, корреляционная связь (г) этих двух одновременно и противоположно направленных процессов была высокой (г = -0.65 ± 0.3) статистически значимой (1ф > 1^) с обратным характером их зависимости между собой (табл.1). Дня сравнения отметим, что кинетика минерализации азота аналогичной стерневой массы в более жестких режимах криолитозоны мерзлотной лугово-черноземной почве был в десять раз ниже (к = -0.154). Согласно выведенной функции время его минерализации наполовину (полураспад) в сезонно-мерзлотной каштановой почве составил 5.6 года при стабилизации после 3.5 лет их внесения. Именно в период первого и наблюдалось увеличение общего азота в этой почве (табл. 1).
Потенциал минерализации азота стерневой массы (Ы0) при ее разложении в среднем составил 64.1± 24 мг или 13.9% от исходного и почти втрое превышал потенциал увеличения азота (Ы0) в этой почве (табл.1). При этом, потенциал минерализации (N0) азотистых соединений стерневых остатков описывался регрессией степенного типа: N0, мг = 115.61 I ' 0785.(4), где П5.6\ - константа; I - порядковый номер года; 0.785 - константа скорости (к) минерализации общего азота стерневой массы при ее разложении, которая по величине модульного значения была выше аналогичной потенциала увеличения (к = 0.657) азотного фонда почвы. В результате, последний обеспечивался более высокой кинетикой минерализации азота поступающей массы, что вполне логично в этой оценке. В противном случае, увеличение общего азота в почве не могло наблюдаться в принципе, так как кинетический баланс двух этих признаков в этой их оценке должен складываться с положительным сальдо. Именно это и имело место в нашей оценке, который составил к = 0.128 по разнице двух констант (к) минерализации азота стерни (к = 0.785) и увеличения азота в почве (к = 0,657).
Сопряженность (г) противоположно направленных процессов превращения азота в системе стерневая масса - почва оказалась различной. Подобное связано с тем, что минерализация и снижение азота в стерневой массе, увеличение почвенного азота и его минерализация по своим размерам, кинетике процессов (константа скорости-к) и характеру их направленности (регрессионные модели) в равных эколого-почвенных режимах во времени складывались неодназначно.
Так, достоверное снижение азота в первом и увеличении во втором (табл.!) с различным их кинетическим потенциалом (к), степень их сопряженности (г) была высокой и обратной по характеру (г = - 0.65 ± 0.3) при не доказанной ее значимости (1ф < В отличие от этой, теснота связи (г) между размерами снижения азота в стерневых остатках (14 общий) и минерализации почвенного азота (7М0) оказалась очень слабой (г = - 0.16 ± 0.4) и статистически не значимой <Сф < а последних (N0) с увеличением N общего в почве - прямой и.вполне высокой (г = 0.53 ± 0.4). Причем, множественный коэффициент корреляции (И) этих трех признаков оценки был высоким (Я = 0.687) и значимым (Ёф > Рб^. Отсюда, несмотря на разную направленность процессов превращения азота в системе стерневые остатки - почва и их кинетический потенциал (к), их общая сопряженность в эколого-почвенных условиях сухой степи оказалась высокой. К этому отметим, что корреляционная связь (г) потенциала увеличения азота в почве (N0) и минерализации азота стерневой массы (N0) также была сильной и прямой по характеру этой зависимости между ними, составляя г = 0.62 ± 0.3.
Заключение
Минерализация азота стерневых остатков в каштановой почве сухой степи Забайкалья сопровождается достоверным увеличением ее азотного фонда и минерализацией почвенного азота. При этом, характеристика этих процессов отличалась не только по величине и константе их скорости (к), но и по характеру их проявления, который выражался степенной (минерализация азота стерни), экспоненциальной (увеличение общего азота в почве) и линейной регрессией (N0 почвы) при высокой и значимой их общей тесноте (К = 0.687).
Впервые дана оценка размерам (64.1 мг или 13.9% общего азота) и кинетике (к = -1.443) минерализации азота стерневой массы в увеличении азотного фонда каштановой почвы и потенциалу (N0) с константой скорости (к) минерализации азота почвы (22.5 мг или 16.4% общего азота с к = 0.657). Выявлена высокая и значимая (1ф > 151) сопряженность этих процессов в этой оценке (Я = 0.687).
Литература
1. Абашеева Н.Е. Агрохимия почв Забайкалья.- Новосибирск:Наука, 1992.-214 с.
2. Лакин Г.Ф. Биометрия. -М: Высшая школа, 1980. -293 с.
3. Лапухин Т.П. Система применения удобрений в полевых севооборотах на каштановых почвах сухой степи Забайкалья: автореф. дне. ... д-ра с-х. наук. - Барнаул,2000. - 32 с.
95
