CC BY
31
превосходит аналогичный показатель на пашне в среднем в 2,1 и 5,4 раза. Установлено существенное снижение коэффициента разнообразия микромицетов по Шеннону на пашне по сравнению с целиной, соответственно с 1,08-2,20 до 0,10-1,56. Целинные почвы отличаются более
высоким разнообразием почвенной микрофлоры. Пашня в значительной степени теряет разнообразие микромицетов, что служит одной из главных причин возникающего почвоутомления в агроценозах.
Литература
1. Марфенина О.Е. Микологический мониторинг почв: возможности и перспективы // Почвоведение, 1994, № 1, С. 75-80.
2. Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д.Г. Звягинцева. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 304 с.
3. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. - М.: Изд-во МГУ, 1986. - 220 с.
4. Мишустин Е.Н. Ассоциации почвенных микроорганизмов. - М., 1975. - 184 с.
5. Новиков А.А. Генетические особенности и агроэкологический мониторинг черноземов солонцевато-слитых развитых на элювии майкопских глин Центрального Предкавказья: автореф. дисс. к.с.-х.н. - Краснодар, 2003. - 23 с.
6. Терпелец В.И., Власенко В.П., Осипов А.В. Современные почвообразовательные процессы в гидрометаморфи-зованных почвах Западного Предкавказья // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ, 2012, № 5 (38). - С. 87-90.
7. Цховребов В.С. Агрогенная деградация черноземов Центрального Предкавказья. - Ставрополь: Агрус, 2003. - 224 с.
8. Власенко В.П. Техногенная деградация почв и методы ее регулирования // Труды Кубанского ГАУ, 2012, № 39. - С. 69-72.
9. Осипов А.В., Терпелец В.И., Власенко В.П. Современные почвообразовательные процессы в гидрометаморфи-зованных почвах Западного Предкавказья // Труды Кубанского ГАУ, 2012, № 38. - С. 98-101.
10. Слюсарев В.Н., Онищенко Л.М., Швец Т.В. Почвенно-экологическая оценка чернозема выщелоченного Западного Предкавказья // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ, 2013, № 89. - С. 960-972.
11. Мегарран Э. Экологическое разнообразие и его измерение. - М.: Мир, 1992 - 184 с.
УДК 660.031:38
ОЦЕНКА СЕЗОННОЙ ДИНАМИКИ ЧИСЛЕННОСТИ АММОНИФИКАТОРОВ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
А.М. Никифорова, к.с.-х.н., В.И. Фаизова, к.с.-х.н., В.Я. Лысенко, к.с.-х.н.
Ставропольский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected]
Изучено влияние сельскохозяйственного использования земель на сезонную динамику численности аммонификаторов. Объектом изучения были целина и пашня основных подтипов черноземов Центрального Предкавказья: южных, обыкновенных (карбонатных, обычных, солонцеватых и солонцевато-слитых) и выщелоченных. Отбор почвенных образцов на пашне проводили в сезонной динамике по основным фазам вегетации озимой пшеницы. На целине отбор почв проведен в те же сроки, что и на пашне. Установлено, что на черноземах, образованных на лессовидных суглинках (южных, обыкновенных карбонатных, обычных и выщелоченных), количество микроорганизмов на пашне превышает аналогичные показатели на целине в среднем в 1,5-2,0 раза. Исследуемый показатель в черноземах, образованных на элювии майкопских отложений (солонцеватых и солонцевато-слитых), выше на целинных участках. Сезонная динамика численности аммонификаторов на целине всех изучаемых подтипов черноземов слабо выражена. На пашне наблюдаются значительные различия изучаемого показателя по фазам развития озимой пшеницы. Минимальные значения приходятся на ранневесенний период, максимальные на фазу цветения при разнице в 3,9-10,8 раз выше.
Ключевые слова: Центральное Предкавказье, черноземы, целина, пашня, аммонификаторы, озимая пшеница.
INFLUENCE OF AGRICULTURAL USE OF CHERNOZEMS OF THE CENTRAL CISCAUCASIA AND THE SEASONAL DYNAMICS OF NUMBERS OF AMMONIFIERS
Ph.D. A.M. Nikiforova, Ph.D. V.I. Faizova, Ph.D. V.Ya. Lysenko
Stavropol State Agrarian University, e-mail: [email protected]
Study of influence of agricultural use of lands on seasonal dynamic of ammonificators amount. The object of study was virgin soil and arable land of basic subtypes of chernozems of Central Ciscaucasia: southern, ordinary (carbonate, ordinary, alkaline and solonetsous-fused) and leached. Sampling of soil samples on arable land was carried out in seasonal dynamics in the main phases of the growing season of winter wheat: shoots, spring tillering, tube exit, flowering, milk ripeness, after harvesting. On the virgin soil selection was carried out in the same time as in the arable land. It has been established that on chernozems formed on loess-like loams (southern, ordinary carbonate, ordinary and leached), the number of microorganisms on the arable land exceeds the similar parameters on virgin land by an average of 1.5-2.0 times. The investigated index in chernozems formed on the eluvium of Maikop sediments (solonetsous and solonetsous-fused) is higher in virgin areas. Seasonal dynamics of the number of ammonifiers on the virgin soil of all studied subtypes of chernozems is weakly expressed. On the plowed field there are significant differences in the indicator under study for the phases of development of winter wheat. The minimum values are in the early spring period, the maximum for the flowering phase at a difference of 3.9-10.8 times higher.
Keywords: Central Ciscaucasia, chernozems, virgin land, arable land, ammonifiers, winter wheat.
Микроорганизмы играют важную роль в трансформации азота в почве. Органические остатки служат субстратом и главным источником энергии для почвенной микрофлоры. Аммонификаторы, наряду с другими микроорганизмами, обусловливают минерализацию органического вещества в почве и высвобождение доступного растениям аммонийного азота, а также обеспечивают весь цикл азота в почве через метабиотическую взаимосвязь с нитрифицирующей микрофлорой [1-4]. Интенсивное возделывание культур влечет за собой изменение водного, воздушного и питательного режимов почвы, что существенным образом сказывается на аммонифицирующей микрофлоре [5-8]. Необходимость изучения этих изменений связана с вопросами увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур [9, 10].
Цель исследований - оценить сезонные изменения численности аммонификаторов на основных подтипах черноземов Центрального Предкавказья при сельскохозяйственном использовании.
Объекты и методы исследования. Район исследований включает Центральное Предкавказье. Объектом изучения были основные подтипы черноземов: южные, обыкновенные и выщелоченные. Среди обыкновенных черноземов выделены и изучены роды: карбонатные, обычные, солонцеватые и солонцевато-слитые. По методу «ключей» были выбраны участки в различных зонах региона на целине и пашне. Наблюдения проводились в течение девяти лет с 2004 по 2012 г.
Целинный травостой на всех изучаемых черноземах представлен разнотравно-злаковыми ассоциациями, на пашне - озимой пшеницей.
Весь комплекс полевых и лабораторных исследований проводили в сезонной динамике по основ-
ным фазам вегетации озимой пшеницы: всходы, весенние кущение, выход в трубку, цветение, молочная спелость, после уборки. На целинных участках исследования проводили в те же сроки, что и на пашне. Отбор почвенных образцов для анализа из зоны ризосферы производили одномоментно на целине и пашне в одно и то же время суток по общепринятой методике [5].
Учет численности аммонификаторов осуществляли на среде МПА (мясопептонный агар). Результат выражали в колониеобразующих единицах (КОЕ) на массу сухой почвы. Статистическую обработку данных проводили в программе Statematlab.
Результаты и обсуждение. Погодные условия за период исследований были приближены к средним многолетним показателям в 2006, 2009 и 2011 гг. Наиболее засушливыми были 2005, 2007, 2008, 2010 и 2012 гг., когда засушливость особенно проявлялась во время колошения и цветения озимой пшеницы. Наиболее влажным был 2004 г. [11, 12].
При сравнении средних величин численности аммонификаторов за вегетацию по годам исследований под озимой пшеницей (рис. 1) выявили, что на черноземе южном их количество на пашне выше, чем на целине.
Наибольшая разница наблюдалась в более благоприятные годы. Так, в 2006 и 2010 гг. увеличение составило 1,8 раз. Исключение составляет 2012 г., когда количество аммонификаторов на пашне было значительно ниже, чем на целине и разница составила 2,4 раза. Этот год был отмечен особенно неблагоприятными условиями увлажнения, что стало причиной снижения изучаемой группы микроорганизмов на пашне по сравнению с целиной.
На черноземе обыкновенном карбонатном во все годы исследований количество аммонификаторов
на пашне превышало значения на целине в 1,1-1,4 раза. Выявленные различия по годам также обусловлены погодными условиями.
Схожая тенденция наблюдалась на черноземах обыкновенном и выщелоченном, где превышение изучаемого показателя на пашне по сравнению с целиной в различные годы составило 1,2-1,6 и 1,11,4 раза соответственно.
На черноземах обыкновенных солонцеватом и солонцевато-слитом картина резко меняется. Количество аммонификаторов на целине превышает аналогичные значения на пашне. На черноземе солонцеватом менее значительно на 1,7-14,4 млн.
КОЕ/1 г во все годы исследований (НСР = 1,2 и НСР = 8,9). На солонцевато-слитом превышение над целинными показателями более значительно и составляет 14,4-24,0 млн. КОЕ/1 г (НСР = 10,2 и НСР = 18,1), или в 1,4-1,7 раза.
На наш взгляд это связано с двумя причинами: во-первых, с отрицательными физическими свойствами данных почв (высокой плотностью, низкой пористостью, бесструктурностью), которые особенно выражены на пахотных участках; во-вторых, с более низкой биомассой культурных растений по сравнению с остальными подтипами черноземов. Снижение биомассы растений гарантирует умень-
Южный
100 80 60 40 20 0
52
20
22 28
ri
52 52
39
16
2006 2007 2010 2012
Обыкновенный карбонатный
Обыкновенный обычный
120 100 80 60 40 20 0
85
93
68 64
42
83 72
38
33
61
92 й
102 Я
61 42
70 62
# # # # ^ çS4 ^
Солонцеватый
dl целина
Рис. 1. Среднее за вегетацию количество
□ пашня
аммонификаторов по годам, млн. КОЕ/1 г
шение выделительной активности корневой системы, что оказывает влияние на количество микроорганизмов изучаемой группы.
Анализируя данные сезонной динамики численности аммонификаторов, выявили, что на всех изучаемых подтипах черноземов на целинных угодьях эта величина слабо изменяется в течение всего годового цикла (рис. 2). Минимальные значения соответствуют ранневесеннему периоду и второй половине лета, когда в первом случае, это обусловлено низкими температурами, а во втором - периоди-
Южный
140
1 2 3 4 5 6
Обыкновенный обычный
200
150
/ 4
100 / N
50
0
1 2 3 4 5 6
Солонцеватый
140
1 2 3 4 5 6
чески возникающей засухой [13]. Так, на черноземе южном наименьшее количество аммонификаторов весной и в среднем за все годы исследований составило 16,2 млн. КОЕ/1 г почвы, на черноземе обыкновенном карбонатном - 29,1 млн. КОЕ/1 г, на обыкновенном обычном и выщелоченном соответственно 39,1 и 29,9 млн. КОЕ/1 г. На черноземах солонцеватом и солонцевато-слитом минимальное количество микроорганизмов также наблюдалось ранней весной и составляло соответственно 31,5 и 39,4 млн. КОЕ/1 г.
Солонцевато-слитой
1 Кущение осеннее 3 Выход в трубку 5 Молочная спелость
2 Кущение весеннее 4 Цветение 6 Послеуборочный период
- целина ---пашня
Рис. 2. Сезонная динамика численности аммонификаторов по различным подтипам черноземов в среднем по фазам вегетации, млн. КОЕ/1 г
Отмечается возрастание численности аммонификаторов в поздневесенний, летний, теплый и влажный периоды на черноземе южном в 3,2 раза, на обыкновенном карбонатном и обычном в 3,4 и 2,0 раз соответственно, на выщелоченном в 3,2 раза и на солонцеватом и солонцевато-слитом в 3,0 и 2,1 раза.
Необходимо отметить, что на черноземах, образованных на породах морского генезиса, процесс аммонификации на целине растянут во времени из-за особенностей физических свойств этих почв и формирования большой биомассы целинной растительности. Поэтому в отличие от других подтипов черноземов здесь отмечается увеличение численности микроорганизмов от начала к концу вегетации.
На пашне возникает сезонная динамика численности исследуемых микроорганизмов. Минимальные значения в ранневесенний период ниже целинных показателей в среднем на различных подтипах черноземов в 1,4-1,9 раз и составляют на черноземе южном 11,8 млн. КОЕ/1 г почвы, на черноземе обыкновенном карбонатном - 20,4 млн. КОЕ/1 г, на обыкновенном обычном и выщелоченном соответственно 24,3 и 18,7 млн. КОЕ/1 г. На черноземе солонцеватом минимальное количество аммонификаторов также наблюдалось в фазе весеннего кущения озимой пшеницы и составляло в среднем 16,9 млн. КОЕ/1 г, а на солонцевато-слитом черноземе соответствовал фазе осеннего кущения - 20,1 млн. КОЕ/1 г.
Максимальная численность микроорганизмов на пашне выявлена в фазе цветения озимой пшеницы. В этот период исследуемая величина в 1,6-2,5 раза превосходит показатели на целине за исключением
чернозема солонцевато-слитого, на котором значительных различий между целиной и пашней не наблюдается (НСР = 1,07). В фазе цветения количество аммонификаторов находится в среднем на различных подтипах черноземов в пределах 76,2201,1 млн. КОЕ/1 г. Это в 3,9-10,8 раз выше, чем в фазе весеннего кущения. Значительное увеличение исследуемого показателя на наш взгляд, связано с фазой развития озимой пшеницы, которая отличается наиболее активной выделительной деятельностью корневой системы в этот период. В зоне ризосферы формируется собственная микрофлора растения, количество которой напрямую зависит от состава и обилия корневых выделений.
Таким образом, сельскохозяйственное использование черноземов, образованных на карбонатных лессовидных суглинках, приводит к увеличению численности аммонификаторов. На черноземах солонцеватых и солонцевато-слитых, образованных на породах морского генезиса майкопского яруса количество изучаемой группы микроорганизмов на целине выше, чем на пашне. В сезонной динамике наблюдаются значительные различия на пашне при минимальных показателях соответствующих фазе весеннего кущения озимой пшеницы и колеблются в пределах 11,8-24,3 млн. КОЕ/1 г. Наибольшие количество аммонификаторов приходятся на фазу цветения при разнице между минимальными и максимальными значениями от 116 до 171 млн. КОЕ/1 г. На целине изучаемые показатели более вырав-нены в течение сезона.
Литература
1. Мишустин Е.Н. Ассоциации почвенных микроорганизмов. - М.: Наука, 1975. - 184 с.
2. Власенко В.П. Техногенная деградация почв и методы ее регулирования // Труды Кубанского ГАУ, 2012, № 39. - С. 69-72.
3. Дорожко Г.Р., Войсковой А.И., Голоусов Н.С., Передериева В.М., Власова О.И., Кузыченко Ю.А. Земледелие Ставрополья. - Ставрополь: Агрус, 2004. - 264с.
4. Коростелев С.А., Есаулко А.Н. Оптимизация азотного питания озимого ячменя в зоне неустойчивого увлажнения // Агрохимический вестник, 2009, № 2. - С. 26-27.
5. Методы почвенной микробиологии и биохимии. Под ред. Д.Г. Звягинцева. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 304 с.
6. Новиков А. А. Генетические особенности и агроэкологический мониторинг черноземов солонцевато-слитых развитых на элювии майкопских глин Центрального Предкавказья: автореф. дисс. к.с.-х.н. Краснодар, 2003. - 23 с.
7. Слюсарев В.Н., Онищенко Л.М., Швец Т.В. Почвенно-экологическая оценка чернозема выщелоченного Западного Предкавказья // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ, 2013, № 89. - С. 960-972.
8. Терпелец В.И., Власенко В.П., Осипов А.В. Современные почвообразовательные процессы в гидрометаморфи-зованных почвах Западного Предкавказья // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ, 2012, № 5 (38). - С. 87-90.
9. Цховребов В.С. Агрогенная деградация черноземов Центрального Предкавказья. - Ставрополь: Агрус, 2003. - 224 с.
10. Ramazanova A.M., Perepelkina A.A. Degradation of soils and its influence on potential productivity / Актуальные проблемы науки: от теории к практике материалы I Всероссийской научно-практической конференции. Российский государственный социальный университет, Кафедра СМиТ; под ред. Ю.П. Кожаева, О.Ю. Зевеке - Москва: изд-во Перо, 2015. - С. 126-128.
11. Цховребов В.С. Эволюция и метаморфоз черноземов Центрального Предкавказья при сельскохозяйственном использовании: автореф. дисс. д.с.-х.н. - Краснодар, 2004. - 48 с.
12. Цховребов В.С., Фаизова В.И. Почвы и климат Ставрополья // Вестник АПК Ставрополья, 2015, № 52. - С. 21-34.
13. Цховребов В.С., Фаизова В.И., Калугин Д.В., Никифорова А.М., Новиков А.А. Эволюция и деградация черноземов Центрального Предкавказья // Вестник АПК Ставрополья, 2012, № 3 (7). - С. 123-125.
