CC BY
14шло плодородия почв // Защита и карантин растений. - 2012. - № 8. - С. 14-15. 6. Котляров В.В., Сединина Н.А., Донченко Д.Ю., Котляров Д.В. Системное использование препаратов на основе бактерий и грибов в защите растений и улучшении микробиологического состава почвы // Научный журнал Куб-ГАУ. -2015. -№ 105 (01). - С. 11-23. 7. Свистова ИД, Сен-чакова Т.Ю. Экологическая пластичность грибов рода ТпсЬо-с1егта в черноземе выщелоченном // Почвоведение. - 2010. -№ 3. - С. 342-348. 8. КиЫсек С.Р., Нагтап О.Е. ТпсЬоскгта
and Gliocladium // Basic Biology, Taxonomy and Genetics. V. 1. London: Taylor and Francis, 1989. P. 73-99. 9. Русакова КВ. Теоретические основы и методы управления плодородием почв при использовании растительных остатков в земледелии. - Владимир: ВНИИОУ, 2016. - 131 с. 10. Власенко Н.Г., Коротких H.A. Бокина КГ. К вопросу о формировании фитосанитарной ситуации в посевах в системе No-till. - Новосибирск: Сибирский НИИ земледелия и химизации сельского хозяйства, 2013. - 124 с. 11. Мишустин E.H. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. -М.: Наука, 1972. - 342 с.
THE STUDY OF BIOLOGIZATION METHODS IN THE CULTIVATION OF SPRING WHEAT UNDER THE RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES OF THE TRANS-URALS REGION
S. D. Gilev, I.N. Tsymbalenko, AN. Kopylov, V.P. Efremov Kurgan Scientific and Research Institute of Agriculture, Betinskogo uL 112, 620142 Ekaterinburg, Russia,
e-mail': kniish@ketovo.zauraLru
The results of research on the development of biologization methods of modern agricultural technologies for spring wheat in the Central forest-steppe zone of the Trans-Urals are presented. The biological methods studied in the no-till system had a generally positive impact on the soil microflora, increased its biological activity, contributed to an increase of the organic carbon content in the soil. Key words: biologization, soil microflora, pathogens, foliar feeding, chemical means, productivity, fertility.
СИСТЕМА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ЦЕЛЛЮЛОЗОРАЗРУШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ
Г.В. Чуварлеева, к.с.-х.н., А.А. Мнатсаканян, к.с.-х.н., ФГБНУ «Национальный центр зерна имени ИИ Лукьяненко», М.Т. Мухина, к.б.н., ВНИИА 350012, Россия, Краснодарский край, г. Краснодар, Центральная Усадьба КНИИСХ,
тел.: 8 (861) 222-67-47, e-mail: newagrotech2015@mail.ru, 127550, Москва, ул. Прянишникова, 31-А, тел. (499) 976-37-50, факс: (499) 976-37-39,
E-mail: info@vniia -pr.ru)
Проведены исследования в условиях центральной зоны Краснодарского края на черноземе выщелоченном по изучению влияния систем основной обработки почвы (традиционная, предусматривающая вспашку на глубину 2225 см; минимальная мульчирующая с разуплотнением чизелем на глубину 30-32 см и минимальная мульчирующая, исключающая глубокие обработки) на ее биологическую активность, определяемую степенью интенсивности разложения целлюлозоразрушающими микроорганизмами льняных полотен на пропашных культурах севооборота на мониторинговом поле: сое, кукурузе на зерно и подсолнечнике.
Ключевые слова: система основной обработки почвы, льняные полотна, целлюлозоразрушающие микроорганизмы, интенсивность разложения, скорость разложения.
Б01: 10.25680/819948603.2019.108.14
На протяжении очень длительного времени вспашка была основным видом обработки почвы, хотя поиски замены ее мелкими обработками не прекращались.
Сегодня мировое земледелие идёт по пути энерго- и ресурсосбережения. В последние годы во всех регионах России ученые ведут активные исследования по определению возможности сокращения интенсивности основной обработки почвы, направленные на решение вопросов, связанных с почвенным плодородием [5].
Недостатки вспашки: глубокая отвальная обработка почвы подавляет активность червей и микроорганизмов, разрушает структуру почвы, снижает её плодородие. При вспашке почва насыщается кислородом, что заставляет почвенные бактерии перерабатывать гумус в минеральные элементы, доступные для растений. В результате количество гумуса снижается. При уменьшении интенсивности и глубины рыхления, применении поверхностной обработки снижается активность почвенной микрофлоры и предохраняются от разложения гумусовые вещества, которые служат потенциаль-
ным источником питания растений, средством улучшения структуры и физических свойств почвы [2, 3].
Биологическая активность почвы - это комплекс сложных взаимосвязанных биологических процессов, которые зависят от гидротермических условий, типа почвы, содержания питательных элементов и органического вещества, а также от агротехнических мероприятий [1].
Значительная роль в повышении плодородия почв принадлежит биологическим процессам, активность которых в значительной степени определяется условиями, создаваемыми обработкой почвы. Поэтому обработка почвы - важнейшее средство регулирования жизнедеятельности почвенной микрофлоры.
Показатели биологической активности позволяют выявить направление изменения почвенного плодородия, иногда даже значительно раньше, чем проявляются другие объективные факторы плодородия. Показателем общей биологической активности непосредственно в природе является деятельность целюлозоразрушающих
микроорганизмов, которую определяют методом аппликации. Поскольку степень активности целлюлозных микроорганизмов зависит от наличия в почве также доступного азота, фосфора и других элементов, то можно считать, что интенсивность распада отражает напряженность хода микробиологических процессов вообще [4].
Цель наших исследований - изучить биологическую активность почвы под пропашными культурами в севообороте в зависимости от систем основной обработки на чернозёме выщелоченном Краснодарского края.
Методика. Исследования проводили в Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко (ныне Национальный центр зерна имени П. П. Лукьяненко) на базе агротех-нологического отдела в стационарном опыте на мониторинговом поле в шестипольном севообороте, развёрнутом в пространстве и во времени.
Севооборот включает чередование следующих культур: 1- кукуруза на зерно; 2 - озимая пшеница; 3 - соя; 4 - озимая пшеница; 5 - подсолнечник; 6 - озимая пшеница.
На каждом из полей исследуют три системы основной обработки почвы, которые проводятся под пропашные культуры:
традиционная, предусматривающая вспашку, с оборотом пласта на глубину 23-25 см;
минимальная мульчирующая с разуплотнением почвы чизелем на глубину 30-32 см;
минимальная мульчирующая, исключающая глубокие обработки почвы.
Площадь поля - 1,3 га, элементарного участка (по способу обработки почвы) - 0,43 га.
Почва - черноземом выщелоченный малогумусный сверхмощный тяжелосуглинистый.
Показателем биологической активности почвы в современных условиях принято считать деятельность целлюлозоразрушающих микроорганизмов, которая определяется степенью распада и убыли сухой массы льняной ткани, выдержанной в почве определенный период времени [4].
Полотна закладывали на мониторинговом поле № 3 под пропашными культурами. В 2014 г. выращивали подсолнечник, в 2016 г. - кукурузу на зерно, в 2018 г. -сою. Подготовку полотен проводили согласно методике E.H. Мишустина, их закладывали после посева культур. Первую раскопку полотен осуществляли через 30 дней с момента закладки опыта, а последующие - через 15 дней.
Погодные условия во время проведения исследований: в 2014 г. с апреля по август выпало 292,9 мм осадков: в апреле 19,0 мм, в мае 46,2, в июне 102,1, в июле 125, в августе 0,6 мм; в 2016 г. за этот период выпало 289,6 мм осадков, в том числе в апреле 36,0 мм, в мае 83,1, июне 117,1, в июле 13,5 и в августе 39,9 мм; в 2018 г. количество осадков составило 243,8 мм, в том числе в апреле 32,4 мм, в мае 79,8, июне 14,3, в июле 118,8 и в августе 5,5 мм. Температура воздуха в эти годы несколько превышала среднемноголетнюю норму.
Агротехника в опыте общепринятая для центральной зоны Краснодарского края.
Результаты и их обсуждение. При исследовании биологической активности почвы необходимо учитывать погодные условия в период вегетации изучаемой культуры севооборота (апрель - август), особенно важ-
но для нашей зоны количество выпавших за этот период осадков.
Биологическую активность почвы определяли на посевах подсолнечника (2014 г.), кукурузы на зерно (2016 г.) и сои (2018 г.) через 30, 45, 60, 75 и 90 дней после закладки полотен. Изменения биологической активности почвы в зависимости от культуры севооборота и систем основной обработки почвы показаны в таблице 1.
1. Степень разложения льняного полотна в зависимости от системы основной обработки почвы и культуры севооборота, %
Система основной
Число дней с момента закладки опыта
обработки почвы 30 45 60 75 90
2014 г. (подсолнечник)
Традиционная 8,6 30,9 33,4 36,4 42,7
Минимальная
мульчирующая с 13,5 32,4 54,7 56,7 68,0
разуплотнением
Минимальная мульчирующая 17,2 30,4 35,7 41,0 49,8
2016 г. (кукуруза на зерно)
Традиционная 8,3 29,3 47,0 56,9 65,7
Минимальная
мульчирующая с 18,6 49,3 62,0 72,0 90,0
разуплотнением
Минимальная мульчирующая 5,5 36,3 45,1 51,6 66,0
2018 г. (соя)
Традиционная 29,5 44,6 47,7 64,3 74,1
Минимальная
мульчирующая с 30,3 49,7 53,3 66,1 69,7
разуплотнением
Минимальная мульчирующая 21,9 26,6 37,3 39,4 44,2
Исследования показали, что интенсивность распада льняного полотна зависела от количества осадков и способа основной обработки почвы, а также от культуры севооборота.
Так, в 2014 г. на посеве подсолнечника разложение полотен через 1 мес после их закладки составило на традиционной обработке почвы 8,6%, что на 4,9-8,6% ниже, чем на минимальных мульчирующих системах обработки почвы.
Степень разложения полотен через 45 дней незначительно различалась по обработкам почвы. В этот период произошли изменения погоды: выпало значительное количество осадков при высокой температуре воздуха, что оказало влияние на микробиологическую активность почвы.
Последующие учеты показали, что на традиционной обработке почвы ее биологическая активность изменялась незначительно и через 90 дней степень разложения полотен была ниже на 25,3%, чем на минимальной мульчирующей с разуплотнением и на 7,1% ниже, чем на минимальной мульчирующей.
В 2016 г. на мониторинговом поле размещалась кукуруза на зерно. Исследования показали, что интенсивность разложения льняных полотен через 1 мес после закладки на минимальной мульчирующей с разуплотнением обработке была на 10,3-13,1 % выше, чем на других изучаемых обработках. Дальнейшие наблюдения выявили, что наиболее интенсивно этот процесс проходил в течение вегетации на минимальной мульчирующей с разуплотнением системе обработки почвы: степень разложения при последнем отборе была на 23,724,0 % выше, чем на минимальной мульчирующей и традиционной системах.
В 2018 г. наблюдения проводили на посеве сои. На 30-й день учета интенсивность разложения отмечена
одинаковая на традиционной и минимальнои мульчирующей с разуплотнением обработках почвы, в то время как на минимальной мульчирующей она была ниже.
Учёт по истечении следующих 15 дней показал, что на традиционной системе обработки почвы интенсивность разложения клетчатки увеличилась на 15,1%, на минимальной мульчирующей с разуплотнением - на 19,4%, на минимальной мульчирующей - на 4,7%.
Степень разложения полотен через 60 дней с момента закладки показала, что на всех изучаемых технологиях обработки почвы темпы разложения полотен варьировали от ЗЛдо 10,7 %, а наибольшими были на минимальной мульчирующей.
На 75-й день отбора на традиционной системе обработки и на минимальной мульчирующей с разуплотнением степень разложения полотен была существенно выше, чем на минимальной мульчирующей.
На 90-й день отбора степень разложения полотен варьировала как на минимальной мульчирующей обработке, так и на традиционной системах обработки. В этот период стояла очень сухая жаркая погода.
Целлюлозоразлагающая способность почвенной среды зависит от содержания легкодоступного азота, что позволяет судить о прохождении почвенных процессов в целом.
Наблюдения показали, что в годы исследования скорость разложения льняных полотен неодинакова и зависит от культуры, погодных условий и изучаемых систем обработки почвы (табл. 2).
В 2014 г. в первый месяц после закладки полотен наименьшая скорость их разложения наблюдалась на традиционной системе обработки, увеличиваясь на 0,33% на минимальной с разуплотнением и на 0,57% в сутки на минимальной обработках.
Выпавшее в июне значительное количество осадков способствовало повышению активности почвенной микрофлоры, увеличивая скорость распада полотен через 45 дней после их закладки. В дальнейшем идет постепенное снижение деятельности целлюлозоразру-шающих микроорганизмов и к концу вегетации кукурузы наибольшая скорость разложения полотен наблюда-
лась на минимальнои мульчирующеи с разуплотнением обработке почвы.
2. Скорость разложения льняного полотна в зависимости от системы основной обработки почвы и культуры севооборота,
%/сут_
Система основной
Число дней с момента закладки опыта
обработки почвы 30 45 60 75 90
2014 г. (подсолнечник)
Традиционная 0.57 1.48 0.17 0.20 0.42
Минимальная
мульчирующая с 0.90 1.26 1.49 0.13 0.75
разуплотнением
Минимальная мульчирующая 1.14 0.88 0.35 0.35 0.57
2016 г. (кукуруза на зерно)
Традиционная 0.55 1.40 1.18 0.66 0.58
Минимальная
мульчирующая с 1.24 2.05 0.85 0.66 1.20
разуплотнением
Минимальная мульчирующая 0.36 2.05 0.59 0.43 0.96
2018 г. (соя)
Традиционная 1.97 1.00 0.20 1.11 0.65
Минимальная
мульчирующая с 2.02 1.29 0.24 0.85 0.24
разуплотнением
Минимальная мульчирующая 1.46 0.31 0.71 0.14 0.32
В 2018 г. высевали сою. Учет через 30 дней показал интенсивную работу целлюлозоразлагающих микроорганизмов, скорость разложения льняной ткани варьировала от 1,46 до 2,02 % в сутки, что объяснялось теплой и влажной погодой. При учете на 60-й день произошло резкое снижение скорости разложения полотен, что вызвано сухой и жаркой погодой. В начале июля, на 75-й день учета, произошло выпадение ливневых дождей, что существенно повлияло на изменение данного показателя. Следует отметить, что на минимальной мульчирующей системе обработки почвы процессы разложения полотен идут с некоторым опозданием по сравнению с другими изучаемыми обработками.
Деятельность целлюлозоразрушающих микроорганизмов в среднем за три года показана на рисунке.
прошедшие дни
□ Традиционная ■ Разуплотняющая
□ Минимальная
прошедшие дни
□ Традиционная ■ Разуплотняющая
□ Минимальная
А Б
Рис. Степень (А) и скорость (Б) разложения льняного полотна в зависимости от изучаемого фактора
под пропашными культурами
Установлено, что в среднем за три года наибольшая степень разложения целлюлозы наблюдалась при минимальной мульчирующей с разуплотнением системе основной обработки почвы. На этой же обработке почвы отмечена и наибольшая скорость разложения льняного полотна.
Заключение. На основании проведенных исследований установлено, что на черноземе выщелоченном Краснодарского края наиболее оптимальные условия для жизнедеятельности целлюлозоразрушающих микроорганизмов складываются на минимальной мульчирующей с разуплотнением системе основной обработки почвы. Однако, следует отметить значительное влияние погодных условий на этот процесс.
Литература
1. Берестецкий, O.A. Фитотоксины почвенных микроорганиз-
мов и их экологическая роль / O.A. Берестецкий // Фитотокси-ческие свойства почвенных микроорганизмов. - JL, 1978. - С. 7-31.
2. Енкина, О.В. Микробиологические аспекты сохранения плодородия черноземов Кубани / О.В. Енкина, Н.Ф. Короб-ской. - Краснодар, 1999. - 150 с.
3. Кирюшин, В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика / А. И. Кирюшин. - М.: Изд-во МСХА, 2000. -473 с.
4. Мишустин, Е. Н. Аппликационные методы в почвенной микробиологии / Е. Н. Мишустин, И. С. Востриков // Микробиологические и биохимические исследования почв. - Киев: Урожай, 1974.-С. 3-12.
5. Хвостов Е. Н. Влияние обработки почвы на показатели плодородия почвы и продуктивность звена полевого севооборота / Е. Н. Хвостов, A.A. Артемьев, JI.H. Прокина // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2015. - № 4 (47). -С. 41-46.
SYSTEM OF MAIN TREATMENT OF SOIL AND CELLULOSE DESTRUCTIVE ABILITY
OF MICROORGANISMS
G V. Chuvarleeva1, A.A. Mnatsakanyan1, M. T. Mukhina2 1 National Grain Center named by P.P. Lukyanenko, KNIISH Manor, 350012 Krasnodar, Russia,
e-mail: n ewagrotech 201 SCa mail ru 2 Pryanishnikov Institute of Agrochemistry, Pryanishnikova uL 31 A, 127434 Moscow, Russia,
e-mail: info@vniia-pr.ru
Studies have been conducted in the central zone of the Krasnodar Krai on leached chernozem to study the effect of primary tillage systems (traditional, involving plowing to a depth of22-25 cm; minimum mulching with a chisel decompaction to a depth of 30-32 cm and minimal mulching, eliminating deep processing) on its biological activity, determined by the degree of intensity of decomposition by cellulose-depleting microorganisms of flax cloths for row crops tested in a crop rotation on a reference field: soy, corn for grain and sunflower.
Key words: basic tillage system, flax linen, cellulose-depleting microorganisms, decomposition intensity, decomposition rate.
