CC BY
12стандартной системах защиты яровой пшеницы по сравнению с вариантами отсутствия или низкого уровня защиты (В1) наблюдалась тенденция снижения этого показателя.
В наших исследованиях был получен высокий коэффициент корреляции (г = 0,805±0,11, n = 32) между стекловидно-стью зерна и содержанием в нем белка.
Так как с увеличением дозы азотных удобрений увеличивается как урожайность зерна яровой пшеницы,так и содержание в нем белка (при слабой тенденции снижения качества клейковины), то они оказывали определяющее влияние и на сбор белка. С ростом дозы азотных удобрений от нулевой до N(60) выход белка увеличивался на 184 кг/га (с 465 до 649). Протравливание семян и применение гербицидов вело к росту сбора белка на 60 кг/га (с 473 до 533 кг/га). По сравнению с вариантом без защиты растений применение интегрированной и стандартной систем защиты яровой пшеницы повышало сбор белка соответственно на 147 и 124 кг/га.
В среднем за три года максимальный сбор белка (711-715 кг/га) был получен в вариантах при внесении азота в дозе 60 кг/га и обработке баковой смесью
пестицидов при интегрированной и стандартной системе защиты.
Таким образом, на черноземах обыкновенных тяжелосуглинистых степной зоны Казахстана наиболее высокая урожайность и сбор сырого белка яровой пшеницы были получены при внесении азотных удобрений в дозах N45-60 и применении стандартной и интегрированной систем защиты растений. Роль защитных мероприя-
тий на урожайность яровой пшеницы была более высокой, чем от применения азотных удобрений.
Литература
1. Почвозащитное земледелие. Под общ. Ред. А.И. Бараева. - М.: «Колос», 1975, 304 с.
2. Бараев А.И. Почвозащитное земледелие (Избранные труды). - М.: ВО «Агропромиздат», 1988, 383 с.
V.V. Okorkov, V.V. Pivovarenko. INFLUENCE OF DOSES OF NITROGENOUS FERTILIZERS AND SYSTEMS OF PROTECTION OF PLANTS FOR A CROP AND QUALITY OF GRAIN OF SPRING WHEAT IN STEPPE ZONE OF KAZAKHSTAN.
Three-year researches on ordinary heavy loamy chernozem of a steppe zone of Kazakhstan have revealed defining role nitric fertilizers and protective actions on productivity of grain and gathering of protein of spring wheat. Nitric fertilizers raised the maintenance of protein and a gluten in grain. The deterioration tendency (on 3-6 units index of deformation of gluten) qualities of a gluten from raised nitrogen doses (45-60 kg/hectares) was observed. Systems of protection of spring wheat reduced a gluten in grains a little and reduced the maintenance of crude protein and a gluten, on 1-4 units index of deformation of gluten worsened force of a flour. The maximum gathering of crude protein (711-715 kg/hectares) at insignificant decrease in quality of a gluten is received at application of nitric fertilizers in a dose of nitrogen of 60 kg/hectares in a combination to the standard and integrated system of protection of plants. In this case in comparison with control (without protective actions and nitric fertilizers) gathering of protein about 1 hectare increased in 1,7 times.
Keywords: nitrogenous fertilizers, protective actions, f crop and quality of grain, spring wheat, chernozem ordinary.
УДК 631.433.3: 631.416
ТРАНСФОРМАЦИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
V V
АГРОЦЕНОЗОВ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ
М.К. Зинченко, Л.Г. Стоянова - ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии
E-mail: adm@vnish.elcom.ru
Приведены показатели биомассы и биологической активности микроорганизмов в серой лесной почве, свидетельствующие о снижении активности микробиологических процессов в почве агрофонов. Наибольшая трансформация биологических свойств почвы произошла на высокоинтенсивном фоне применения удобрений.
Ключевые слова: удобрения, серые лесные почвы, микроорганизмы, биологическая активность, ферментативная активность, фоны интенсификации, каталаза.
Схема опыта
Количество удобрений за ротацию 6-ти польного севооборота, кг д.в. Уровень интенсификации
Нулевой Поддер- живаю- щий Интен- сивный мине- ральный Высокоинтенсивный минеральный Интен- сивный органоми- неральный Высоко-интенсивный органомин.
Н 40 т/га N P K 100 80 160 + Н 40 т/га N P K 350 220 390 N P K 480 280 575 NPK 310 150 310 + Н 60 т/га NPK 430 160 360 + Н 80 т/га
Агроландшафт представляет собой сложную биокосную систему, функционирование которой определяется множеством факторов. Создание необходимых условий для возделывания сельскохозяйственных культур путем распахивания и удобрения почв приводят к значительному нарушению природных норм функционирования биологической системы почвы. Чем более высокую производительность стремятся получить от земли, тем более обширными и точными должны быть знания экологии почв и методов управления почвенно-экологическими процессами (Ковда, 1979). Одним из важных показателей экологического состояния и уровня эффективного плодородия почвы считается ее биологическая активность. Общепринятые методы ее определения достаточно
разнообразны и включают такие характеристики жизнедеятельности почвенной микрофлоры, как численность и биомасса микробного пула, суммарная интенсивность выделения углекислоты, скорость разложения заложенной в почву клетчатки, накопление аминокислот, ферментативная активность почвы и др. (Мишустин, 1968; Роде, 1977; Минеев, 1990;Звягинцев, 2005;).
В задачу наших исследований входил
анализ влияния различного уровня антропогенной нагрузки на биологическую активность серой лесной почвы Владимирского ополья. Исследования проводили в длительном стационарном полевом опыте, заложенном в 1996 году, по оценке эффективности различных агросистем в адаптивноландшафтном земледелии на базе Владимирского НИИСХ (г. Суздаль). Образцы серой лесной среднесуглинистой
почвы отбирали на двух несмежных повторениях в 2006-2009 гг. в мае, июле и сентябре из слоя почвы 0-20 см.
Схема эксперимента включает: многолетнюю залежь, более 20 лет не используемую как пашню (контроль) и 6 уровней интенсификации применения удобрений (таблица).
Изучались два вида основной обработки почвы: отвальная вспашка на 20-22 см (ОВ) и энергосберегающая плоскорезная обработка на 10-12 см (ПО). Для определения комплекса микробиологических показателей, характеризующих экологическое состояние агроценозов, использовались следующие методы: численность и биомассу основных групп микроорганизмов учитывали с помощью люминесцентномикроскопического метода (Звягинцев, 1991); ферментативную активность каталазы - газометрическим методом (Звягинцев, 1991); биологическую активность почвы - экспресс-методом по Т.В. Аристовской (Аристовская, 1989).
Важным показателем изменений, происходящих в почвенных биологических системах, является величина биомассы различных групп микроорганизмов. Количественные характеристики содержащейся в почве микробной биомассы являются важнейшими индикаторами экологического состояния почвенного покрова.
Минеральные и органические удобрения являются для микроорганизмов дополнительным источником питания. Усиливая развитие растений, они оказывают стимулирующее действие на микроорганизмы. Это связывают с влиянием ризосферы и большим количеством корней, остающихся после отмирания растений.
Анализируя данные литературы (Минеев, Ремпе, 1990; Благовещенская, 2004; Стольникова, 2010) и собственные исследования по изучению почвенного микробоценоза в связи с применением минеральных удобрений, установили, что реакция почвенной микрофлоры на внесение удобрений неоднозначна.
К моменту определения микробиологических и биохимических показателей прошло две ротации севооборота. Независимо от различий в климатических условиях лет исследований и возделываемых культур севооборота сохраняется ряд закономерностей .
При исследовании серых лесных почв выявлено, что агрогенная нагрузка ведет к снижению содержания общей биомассы микроорганизмов по сравнению с участком залежи. Запасы микробной биомассы в ненарушенной почве составили в среднем за 3 года 10,8 т/га. Средние показатели на вариантах опыта зарегистрированы в пределах 2,3-3,0 т/ га. Так как в суммарной микробной биомассе доминирует грибной мицелий, то на агрофонах сокращается биомасса
Рис. 1 Запасы микробной биомассы в слое 0-20 см, т/га
1 - нулевой; 2 - поддерживающий; 3 - интенсивный минеральный; 4 - высокоинтенсивный минеральный; 5 - интенсивный органоминеральный; 6 - высокоинтенсивный органоминеральный; 7 - залежь.
I I- ОВ; □ - ПО.
Рис. 2. Каталазная активность почвы в зависимости от уровня агрогенной нагрузки
1 - нулевой; 2 - поддерживающий; 3 - интенсивный минеральный; 4 - высокоитенсивный минеральный; 5 - интенсивный органоминеральный; 6 - высокоинтенсивный органоминеральный; 7 - залежь.
I | - вспашка отвальная; | | - плоскорезное рыхление; | | - залежь.
грибов (рисунок 1).
Низкие запасы микробной биомассы зарегистрированы на высокоинтенсивном минеральном фоне, особенно по отвальной вспашке. Показатели биомассы этих вариантов были на уровне
1,1- 1,8 т/га при отборе в мае и не превышали 2,8 т/га в июле. Ежегодное внесение высоких доз минеральных удобрений, независимо от культуры севооборота, не способствовало развитию микробного комплекса в этом варианте. Достоверно выше значения общей биомассы по отвальной вспашке на органоминеральных фонах. Преимущество в накоплении общих запасов микрофлоры имеют варианты плоскорезного рыхления.
На фонах интенсивного и высокоинтенсивного применения удобрений биомасса микроорганизмов выше по плоскорезной обработке. Абсолютные значения биомассы на этих фонах в среднем выше на 1 т/га, соответствую-
щих вариантов, расположенных по отвальной вспашке. Со снижением интенсивности обработки от вспашки к плоскорезному рыхлению произошло повышение численности микроорганизмов. Это в первую очередь связано с накоплением органических остатков в пахотном слое почвы при минимизации обработки. На фоне высокой обеспеченности питательным субстратом в течение вегетации культур происходило накопление биомассы микроорганизмов по плоскорезному рыхлению.
На участке залежи в годы иссле -дований на долю грибного мицелия приходилось 97-99%, спор - 2-3%, доля прокариот составляла менее 1%.
Анализ структуры биомассы микрофлоры агрофонов показывает, что процент прокариот увеличивается в вариантах внесения минеральных и органических удобрений наряду с возрастанием доли спор грибов до 13%. Эти показатели в среднем в 3-5 раза выше,
чем на залежи (1-3%). Таким образом, внесение удобрений стимулирует развитие прокариотной микрофлоры, снижая долю активно функционирующей грибной микрофлоры. Такая же закономерность отмечается в работах Л.М.Полянской, 1997; А.А.Свешниковой, 2001; Т.Г. Добровольской, 2001 и др.
Выявленные в исследованиях различия в ферментативной активности каталазы в серой лесной почве агроценозов невелики, однако прослеживаются определенные закономерности как по фонам интенсификации, так и по видам обработки.
Максимальные значения активности каталазы отмечены на целинных участках, порядка 2,6 мл О2/1г почвы в минуту. Самые достоверно низкие значения активности фермента отмечены на высокоинтенсивном минеральном фоне - 1,6 мл О2/ 1г почвы в минуту по отвальной вспашке, по плоскорезной обработке - 1,8 мл (рис. 2).
Ежегодно на этом фоне вносились минеральные туки в дозе (N+Р+К) 350-390кг д.в. на га, а за ротацию севооборота поступление минеральных веществ составило 1335 кг д.в./га (N480 P280 K575). Такой уровень насыщенности минеральными удобрениями вызывает изменения в микробном пуле через изменение видового состава микроорганизмов и их метаболической активности. Как следствие этого процесса снижается каталазная активность почвы.
Ряд авторов (Хазиев, 1972; Минеев,1990; Щербаков, 2000; Лыков, 2002; Соловова, Пронько, 2005 и др.) указывают, что внесение органических и минеральных удобрений вызывает повышение ферментативной активности почвы в целом и каталазы в частности. Вместе с тем ими отмечается, что ежегодное внесение высоких доз минеральныхудобрений вызываетснижение каталазной активности почвы. Отрицательное действие удобрений на активность каталазы обусловлено блокированием простетической группы этого фермента анионами удобрений. Так как каталаза в простетической группе содержит атом железа, то анионы удобрений, взаимодействуя с ним, инактивируют действие фермента. Подобную закономерность мы и наблюдаем на высокоинтенсивном минеральном фоне по двум видам обработок. Проявление такой закономерности тормозит процессы трансформации азота и фосфора в почве и уменьшает коэффициент гумусонакопления. Самое низкое содержание гумуса (2,25% и 2,34%) на высокоинтенсивном минеральном фоне обусловлено и является, видимо, следствием этих процессов. Внесение органических удобрений снижает процесс инактивации каталазной активности на интенсивном и высокоин-
Рис.3. Биологическая активность серой лесной почвы (скорость увеличения щелочности воздушной среды в часах) по отвальной вспашке (июль)
нулевой рН
высокоинтенсивный
органоминеральный
тенсивном органоминеральном фоне, где раз в ротацию севооборота вносили 60 и 80 т/га навоза. Исследованиями
А.М. Лыкова (2002) подтвержается, что эффект от внесения навоза на активность каталазы сказывается не только в год его внесения, но и в последующие годы.
При анализе влияния способов обработки на активность каталазы выявлено незначительное преимущество плоскорезной обработки. В среднем каталазная активность по плоскорезному рыхлению на 11,3% выше, чем по фонам, расположенным на отвальной вспашке. Сохранение основной массы корней и растительных остатков в биологически активном верхнем слое при поверхностной обработке способствует активизации деятельности ферментов, в том числе и окислительновосстановительных.
Чтобы расширить рамки биологических исследований, нами была определена биологическая активность почвы экспресс-методом, разработанным Т.В. Аристовской [1]. Метод основан на скорости разложения внесенной в почву мочевины. Разложение ее происходит с помощью продуцируемого микрофлорой фермента уреазы. Этот процесс сопровождается интенсивным образованием летучей щелочи - аммиака. Скорость выделения его фиксируется по нарастанию значений рН с помощью изменения окраски индикаторной бумаги. Исходный уровень рН почвы агрофонов равен 6,0-6,2, почвы залежи - 5,5.
Самая высокая активность микроорганизмов при разложении мочевины наблюдается на почве, не подвергавшейся сельскохозяйственному исполь-
высокоинтенсивный
минеральный
рН
зованию.Во все сроки отбора комплекс почвенных микроорганизмов активно функционирует, повышая щелочность воздушной среды до максимальных значений (рН=12). Через 24 часа после внесения мочевины в почву залежи показатели были на уровне рН=9-11 (рисунок 3).
Скорость процесса на высокоинтенсивном органоминеральном фоне отмечалась несколько ниже, особенно в диапазоне 16-20 часов.
В почве высокоинтенсивного минерального фона мочевина разлагалась медленно. Причем, увеличение рН на 1 единицу по отношению к исходному уровню на нулевом и высокоинтенсивном минеральном фоне произошло через 16 часов, а в почве залежи за этот период рН изменилась на 3,5 единицы (рН=9). На высокоинтенсивном органоминеральном фоне - на 2 единицы (рН=8). Еще большие различия в скорости деструкции мочевины отмечены в конце наблюдений. Через 41 час величина рН воздушной среды залежи увеличилась до 12, высокоинтенсивного органоминерального фона - до 11.
Отставание в разложении мочевины на высокоинтенсивном минеральном фоне составило 3 единицы и было на уровне нулевого варианта - рН=9. Не менее показательные и аналогичные результаты были получены в течение вегетационного периода.
Таким образом, в результате длительного сельскохозяйственного использования наблюдается снижение биогенности и биологической активности серых лесных почв относительно их природных аналогов. На степень
трансформации биологических свойств почвы оказывает влияние качество и количество вносимых удобрений.
Литература
1. Аристовская Т.В. Экспресс-метод определения биологической активности почвы // Почвоведение. - 1989. - №11. - С. 142-147.
2. Благовещенская Г.Г., Духанина Т.М. Микробные сообщества почв и их функционирование в условиях применения средств химизации //Агрохимия, 2004, №2.
3. Добровольская Т.Г., Чернов И.Ю., Лукин С.М. Бактериальное разнообразие целинных и пахотных почв Владимирской области. // Почвоведение, 2001, №9, С. 1092-1096.
4. Звягинцев Д.Г. Биология почв / Д.Г. Звягинцев, Н.А. Бабьева. - М., 2005. -520 с.
5. Ковда В.А. Биосфера и почвенный покров // Тр. Биогеохимической лаборатории. - М., 1979. Т 17.- 384с. Аристовская Т.В. Экспресс-метод определения биологической активности почвы // Почвоведение. - 1989. - №11. - С. 142-147.
6. Лыков А.М. Агроэкологическая оценка органического вещества легкосуглинистой дерново-подзолистой почвы длительного полевого опыта ТСХА. //Итоги научных исследований «Длительному полевому опыту ТСХА -90 лет» - М.: МСХА, 2002.- C. 169-201.
7. Минеев В. Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биология и экология почвы. М.: Росагро-промиздат, 1990 - 206с.
8. Методы почвенной микробиологии и биохимии/ под ред. Д.Г. Звягинцева. - М.:МГУ- 286с.
9. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. - М.: Наука, 1972.- 342с.
10. Полянская Л.М., Лукин С.М., Звягинцев Д. Г. Изменение состава микробной биомассы в почве при
окультуривании // Почвоведение. 1997. №2. С.206-212.
11. Свешникова А.А. Структура микробной биомассы ненарушенных и окультуренных почв Владимирской области // Автореферат дис. канд. биолог. наук. М.: МГУ, 2001, - 24 с.
12. Соловова Г. К., Пронько В.В. Приемы повышения ферментативной активности почв Поволжья /Плодородие, №4, 2005.- с. 13-14.
13. Стольникова Е.В. Микробная биомасса, её структура и продуци -рование парниковых газов почвами разного землепользования //Автореферат дис. канд. биолог. наук. - М., 2010, - 26 с.
14. Хазиев Ф.Х. Почвенные ферменты. - М.: Знание. - 1972 - №4. - 32с.
M.K. Zinchenko, L.V. Stojanova. TRANSFORMATION OF MICROBIOLOGICAL PROPERTIES OF AGROCENOSES OF GREY FOREST SOIL OF VLADIMIR OPOLJE Indicators of biomass and biological activity of microorganisms in the grey forest soil, testifying to decrease in activity of microbiological processes in soil agrobackgrounds are presented. The greatest transformation of biological soil properties has occurred on a high intensity background in fertilizers application.
Keywords; grey forest soil, microorganisms, biological activity, fermental activity, intensification backgrounds, catalase.
УДК 633. 1: 631/8
ИЗМЕНЕНИЯ ХИМСОСТАВА И УРОЖАЙНОСТИ ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ ФАЦЕЛИИ ПОД ВЛИЯНИЕМ УДОБРЕНИЙ
Г.Н.Ненайденко, д.с.-х.н., Т.В. Сибирякова - Ивановская ГСХА им. академика Д.К.Беляева.
E-mail: ivgsha@tpi.ru
Показано изменение химсостава и урожайности зеленой массы фацелии при внесении удобрений. Ключевые слова: фацелия, химсостав, зеленая масса, удобрения, урожай.
Фацелия представляет определенный интерес не столько как медонос, сколько как сидерат, запахиваемая масса которого может стабилизировать содержание гумуса на ближних к пчелиным пасекам полях. К тому же посевы фацелии могут влиять на урожаи семян многолетних бобовых трав, уменьшить потребность завоза их из других регионов России.
Фацелия рябинколистная (семейство водолистниковых) - однолетнее растение, являющееся главным (после липы) медоносом. Она зацветает уже через 6 недель после посева и примерно 1,5 месяца дает взяток для пчел. Вырабатываемый ими мед ценится не ниже липового. Эту культуру, способную к самообсеменению, считают нетребовательной к плодородию почвы. Фацелию можно возделывать на ближних к пасеке неудобицах или размещать в парах, в междурядьях садов с последующей запашкой массы в качестве сидерата [1,2].
Одной из особенностей технологии возделывания этой мелкосеменной культуры, способной размножаться самосевом, является необходимость тща-
тельной разделки почвы перед посевом. По данным М.М.Глухова, РК-удобрение способствует линейному росту и формированию большего числа боковых побегов с крупными соцветиями (завитками). Такие растения отличает более высокое содержание нектара в цветках, они привлекают пчел, повышают медосбор в сравнении этих показателей с неудобренной делянкой [1].
По нашему мнению, размещение фацелии вблизи с посевами клевера и люцерны может привлекать пчел (по мере окончания цветения фацелии) и обеспечивать лучшее опыление люцерны, клеверов, повышает урожаи семян.
Литературные данные по отзывчивости этой культуры на удобрение весьма скудные, как и интерес к ней сельскохозяйственных предприятий. В то же время внимание к фацелии постоянно возрастает со стороны индивидуальных землепользователей-пчеловодов и фермеров.
Наш опыт был проведен в экстремально засушливом 2010 г., хотя дефицит влаги в почве и высокие тем-
пературы воздуха не угнетали растения фацелии( они, в общем, формировали боковые побеги с крупными соцветиями). Посев активно посещали пчелы.
Агрохимические показатели дерновоподзолистой легко- пылеватосугли -нистой почвы учхоза академии были таковы: содержание гумуса - 2,4%; pHKci - 6,6; содержание подвижного фосфора и обменного калия - среднее.
Смешанный посев семян фацелии сорта Услада и горчицы белой проводили 13 мая в тщательно подготовленную культиватором КБН- 4,2 почву. Норма высева семян - 10 кг/га.
В качестве основного удобрения использовали аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий. Изучали парные и тройные сочетания главных элементов питания. В двух вариантах по фону полного минерального удобрения согласно схеме опыта вносили доломитовую муку (5 т/га).
В почве определяли: нитраты - ионометрическим экспресс-методом, рН(К Cl) - ГОСТ 26483-85, содержание подвижных форм фосфора и обменного калия - ГОСТ 26207-91, содержание гу-
