Научная статья на тему 'Влияние биологической активности почвы на содержание органического вещества на фоне возрастающих доз минеральных удобрений'

Влияние биологической активности почвы на содержание органического вещества на фоне возрастающих доз минеральных удобрений Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
140
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
биологическая активность почвы / дыхание почвы / минеральные удобрения / органическое вещество / soil biological activity / soil respiration / mineral fertilizers / organic matter

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — А.М. Лешкенов, А.Х. Занилов, М.Ф. Крылова

Исследование проводили с целью оценки влияния повышения биологической активности почвы на содержание органического вещества в ней на фоне возрастающих доз минеральных удобрений. Работу выполняли в 2019–2021 гг. в условиях степной зоны Кабардино-Балкарской республики. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: без минеральных удобрений (контроль); NPK – 1/3 расчетной дозы; 1/2 расчетной дозы; полная расчетная доза. Обработку почвенными микроорганизмами проводили на 1/2 каждой делянки (Био), 1/2 делянки оставляли без обработки (Эталон). В качестве средства биоактивации почвы использовали грибы Trichoderma harzianum и Trichoderma viridae, бактерии Pseudomonas fluoreiscence штамм АР-33 и Azotobacter vinelandii ИБ-4 с нормой внесения 2 л/га с концентрацией живых клеток 2…4×109. На фоне возрастающих доз минеральных удобрений интенсивность дыхания, относительно вариантов без биоактивации почвы (Эталон), незначительно увеличивалась на 5,5; 3,8 и 3,7 мг СО2/час/1 г почвы соответственно при НСР05=5,9 мг СО2/час/1 г почвы, что составляло 33,7 %, 20,2 % и 21,3 %. Обработка почвы биопрепаратами сопровождалась ростом содержания органического вещества. Степень его увеличения зависела от дозы минеральных удобрений. Наибольшее содержание гумуса в среднем по годам отмечено на фоне 1/3 расчетной дозы – 3,38 %, что на 0,54 % выше, чем в варианте без микроорганизмов (при НСР=0,8 %). Самые незначительные различия отмечены в контроле (без удобрений). Биоактивация способствовала увеличению содержания гумуса на 0,09 %. Повышение биологической активности почвы на фоне внесения минеральных удобрений обеспечивает более значительный рост содержания гумуса, чем отдельное применение этого агроприема.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — А.М. Лешкенов, А.Х. Занилов, М.Ф. Крылова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Influence of soil biological activity on the content of organic matter against the background of increasing mineral fertilizers doses

The study aimed to assess the influence of the soil biological activity increasing on the content of organic matter in it against the background of increasing doses of mineral fertilizers. The work was carried out in 2019-2021 under the conditions of the steppe zone of the Kabardino-Balkarian Republic. The experimental design included the study of the following options: without mineral fertilizers (control); NPK – 1/3 calculated dose, 1/2 calculated dose, full calculated dose. Treatment with soil microorganisms was carried out on 1/2 of each plot (Bio), 1/2 of the plot was left without treatment (Etalon). Fungi Trichoderma harzianum and Trichoderma viridae, bacteria Pseudomonas fluoreiscence strain AP-33 and Azotobacter vinelandii IB-4 were used as a means of soil bioactivation with an application rate of 2 l/ha with a concentration of living cells of 2-4×109. Against the background of increasing doses of mineral fertilizers, the intensity of respiration, relative to the options without soil bioactivation (Standard), slightly increased by 5.5; 3.8 and 3.7 mg CO2/hour/1 g of soil, respectively, with lsd05=5.9 mg CO2/hour/1 g of soil, which was 33.7%, 20.2% and 21.3%. Soil treatment with biological preparations was accompanied by an increase in the content of organic matter. The degree of its increase depended on the dose of mineral fertilizers. The highest content of humus on average over the years was observed against the background of 1/3 of the calculated dose – 3.38%, which is 0.54% higher than in the variant without microorganisms (with lsd=0.8%). The most insignificant differences were observed in the control (without fertilizers). Bioactivation contributed to an increase in the humus content by 0.09%. An increase in the biological activity of the soil against the background of the application of mineral fertilizers provides a more significant increase in the humus content than a separate application of this agricultural method.

Текст научной работы на тему «Влияние биологической активности почвы на содержание органического вещества на фоне возрастающих доз минеральных удобрений»

Таким образом, в результате изучения реакции растений хурмы на свойства и показатели почв ЮБК и центральной части Крыма выявлен ряд неблагоприятных эдафических факторов, которые влияют на рост и развитие деревьев.

В зоне предгорной степи (аллювиальные почвы)значительное воздействие оказывают такие почвенные факторы, как запасы мелкозёма (r=0,90) и гумуса (r=0,98), а также мощность гумусового горизонта (r=0,98).

На коричневых плантажирован-ных почвах ЮБК ограничивают формирование деревьев запасы мелкозёма (r=0,88) и глубина залегания плотной подстилающей породы (r=0,90).

Отрицательного воздействия высокой карбонатности почв на рост и развитие деревьев хурмы в Крыму не выявлено (r=0,28).

Литература.

1. Кондараки В.Х. Сельское хозяйство в Крыму // Записки Императорского общества сельского хозяйства Южной России. Одесса, 1872. Т. 1-2.

2. Хохлов С.Ю. Оценка сортов хурмы в коллекции Никитского сада // Сборник научных трудов ГНБС. 2015. Т. 140. С. 206-221.

3. Омаров М. Д., Кулян Р. В., Омарова З. М. Характеристика сортов и гибридов хурмы восточной (Diospyros kaki L.) по признакам продуктивности // Аграрный научный журнал. 2020. № 9. С. 25-29.

4. Khokhlov S. Y., Panyushkina E. S., Novitskaya A. P. The influence of the properties of brown skeletal soil on the growth and development of persimmons // Acta Horticulturae. 2022. Vol. 1333. P. 83-87. doi: 10.17660/ActaHortic.2022.1333.11.

5. Клональное микроразмножение и сохранение в условиях in vitro двух сортов хурмы восточной (Diospyros kaki thunb.) / Митрофанова И.В., Иванова Н.Н., Кузьмина Т.Н. и др. // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. №4. C. 712-721. URL: https://doi.org/10. 21285/2227-2925-2019-9-4-712-721 (дата обращения: 15.03.2022).

6. Cristina B., Alejandra S. Postharvest Biology and Technology of Persimmon // Postharvest Biology and Technology of Temperate Fruits. 2018. Р. 371393. URL: https://link.springer.com/ chapter/10.1007/978-3-319-76843-4_16 (дата обращения: 21.03.2022). doi: 10.1007/978-3-319-76843-4_16.

7. Influence of edaphic conditions on the productivity of eastern persimmon / E.S. Panyushkina, M.L. Novitsky, S.Y. Khokhlov, et al. // Acta Horticulturae. 2022. No. 1339. P. 339-344. doi: 10.17660/ ActaHortic.2022.1339.42.

8. Опанасенко Н.Е., Костенко И.В., Евтушенко А.П. Агроэкологические ресурсы и районирование степного и предгорного Крыма под плодовые культуры / Симферополь: Научный мир, 2015. 216 с.

9. Антюфеев В.В. Агроклиматический потенциал субтропического садоводства в Крыму // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 4 (54). С. 185-188.

10. Медведев В.В. Структура почвы (методы, генезис, классификация, эволюция, география, мониторинг, охрана). Харьков: 13 типография, 2008. 406 с.

The influence of edaphic factors on the growth of persimmon in the Crimea

M.L. Novitskii, S.Yu. Khokhlov, E.S. Panyushkina, A.P. Novitskaya

Nikitsky Botanical Garden - National Research Center of the Russian Academy of Sciences, Nikitsky descent, 52, Nikita, Yalta, 296648, Russian Federation

Abstract. The research aimed to determine the response of persimmon trees to the properties and indicators of soils in various agro-climatic zones of the Crimea and to identify unfavourable edaphic factors affecting the growth and development of trees. The work was carried out in two soil-climatic zones of Crimea: in the zone of the Crimean foothill steppe on alluvium and in the Primor-sky zone - the Southern Coast of Crimea (SCC) on brown planted soils. The growth and development of persimmon plants in the zone of the Piedmont Steppe of Crimea are influenced by the reserves of fine earth and humus. The results of the correlation analysis showed a linear dependence of the average circumference of the tree body on the reserves of fine earth (r=0.90) and humus reserves (r=0.98) in the root layer. A significant dependence of the average circumference of the stem of trees on the thickness of the humus horizon was revealed (r=0.95). The influence of the content of skeletal particles and carbonates in the studied soils on the biometric parameters of persimmon trees has not been statistically proven. The agro-climatic conditions of the Primorsky zone (South Coast) are suitable for growing the studied crop, but some properties of brown planted soils have a depressing effect on it. The limiting edaphic factors include reserves of fine earth (r=0.88) and the depth of dense underlying parent rock (r=0.90).

Keywords: soil-climatic zones of the Crimea; persimmon; edaphic factors; soil properties and indicators

Author Details: M.L. Novitskii, Cand. Sc. (Biol.), head of laboratory (e-mail: maxim.novickiy@bk.ru); S.Yu. Khokhlov, Cand. Sc. (Agr.), head of division (e-mail: ocean-10@mail.ru); E.S. Panyushkina, junior research fellow; A.P. Novitskaya, junior research fellow.

For citation: Novitskii ML, Khokhlov SYu, Panyushkina ES, et al. [The influence of edaphic factors on the growth of persimmon in the Crimea] Zemledelie. 2022;(7): 8-11. Russian. doi: 10.24412/0044-3913 -2022-7-8-11.

doi: 10.24412/0044-3913-2022-7-11-15 УДК 631.46:631.41

Влияние

биологической

активности

почвы на

содержание

органического

вещества

на фоне

возрастающих

доз

минеральных удобрений

А.М. ЛЕШКЕНОВ1, научный сотрудник (e-mail:

aslan.leshckenov@yandex.ru) А.Х. ЗАНИЛОВ2, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: amiran78@inbox.ru) М.Ф. КРЫЛОВА3, аспирант 1Институт сельского хозяйства -филиал Кабардино-Балкарского научного центра Российской академии наук, ул. Кирова, 224, Нальчик, 360004, Российская Федерация

2Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х.М. Бербекова, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, 360004, Российская Федерация

3Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация

Исследование проводили с целью оценки влияния повышения биологической активности почвы на содержание органического вещества в ней на фоне возрастающих доз минеральных удобрений. Работу выполняли в 2019-2021 гг. в условиях степной зоны Кабардино-Балкарской республики. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: 3 без минеральных удобрений (контроль); е NPK - 1/3 расчетной дозы; 1/2 расчетной л дозы; полная расчетная доза. Обработку почвенными микроорганизмами прово- е дили на 1/2 каждой делянки (Био), 1/2 и делянки оставляли без обработки (Эта- ® лон). В качестве средства биоактивации Z почвы использовали грибы Trichoderma 4 harzianum и Trichoderma viridae, бактерии 0 Pseudomonas fluoreiscence штамм АР-33 2 и Azotobacter vinelandii ИБ-4 с нормой

внесения 2 л/га с концентрацией живых клеток 2...4*109. На фоне возрастающих доз минеральных удобрений интенсивность дыхания, относительно вариантов без биоактивации почвы (Эталон), незначительно увеличивалась на 5,5; 3,8 и 3,7 мг СО/час/1 г почвы соответственно при НСР05=5,9 мг СО/час/1 г почвы, что составляло 33,7 %, 20,2 % и 21,3 %. Обработка почвы биопрепаратами сопровождалась ростом содержания органического вещества. Степень его увеличения зависела от дозы минеральных удобрений. Наибольшее содержание гумуса в среднем по годам отмечено на фоне 1/3 расчетной дозы - 3,38 %, что на 0,54 % выше, чем в варианте без микроорганизмов (при НСР=0,8 %). Самые незначительные различия отмечены в контроле (без удобрений). Биоактивация способствовала увеличению содержания гумуса на 0,09 %. Повышение биологической активности почвы на фоне внесения минеральных удобрений обеспечивает более значительный рост содержания гумуса, чем отдельное применение этого агроприема.

Ключевые слова: биологическая активность почвы, дыхание почвы, минеральные удобрения, органическое вещество.

Для цитирования: А.М. Лешкенов, А.Х. Занилов, М.Ф. Крылова. Влияние биологической активности почвы на содержание органического вещества на фоне возрастающих доз минеральных удобрений // Земледелие. 2022. №7. С. 11-15. doi: 10.24412/0044-3913-2022-7-11-15.

Минеральные удобрения, будучи важнейшим элементом интенсификации сельскохозяйственного производства, влияют на трансформационные процессы, определяющие агрохимическое и биологическое состояние почвы, продуктивность севооборота и качество урожая сельскохозяйственных культур [1]. Степень рациональности использования удобрений определяют не только экономические показатели производства, но и их влияние на проявление негативных процессов в почве [2, 3]. Так, возрастающие дозы минеральных туков под сою понижают содержание органического вещества с 3,24 % на нулевом и минимальном (N30P60K60) фонах минеральных удобрений до 3,12 % при внесении N60P120K120 [4]. По данным Приморского НИИ сельского хозяйства, использование расчетной дозы минеральных удобрений в течение 5 лет под запланированную урожайность овса (4 т/га) привело к снижению гумуса на 0,26 % [5]. ° Минеральные удобрения способны г-« выступать в качестве фактора, нару-^ шающего биохимический цикл угле-о рода, что проявляется в уменьшении | содержания гумуса в почве [6].

Азотные удобрения усиливают ® процессы минерализации органиче-S ского вещества почвы. Использова-$ ние азотно-фосфорных удобрений в

рекомендуемых дозах способствует снижению темпов потерь гумуса, по сравнению с азотными. Тем не менее, отчетливо прослеживается тренд на дегумификацию почвы [7].

Причиной негативного влияния минеральных удобрений на гумуси-рованность пахотного слоя может служить не верное чередование сельскохозяйственных культур в севообороте, а также ошибки в выборе форм удобрений и сроков их внесения.

Действие минеральныхудобрений может проявляться и в виде ухудшения условий жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, участвующих в процессе гумусообразования [8, 9, 10], в том числе посредством продуцирования почвенных ферментов [11].

Рациональная система удобрения - ключ к сохранению плодородия почвы [12]. Наиболее эффективным с точки зрения достижения положительного баланса углерода в почве служит совместное использование органических и минеральных удобрений, в результате чего положительный баланс гумуса может достигать 2 т/га и более [13].

В некоторых случаях минеральные удобрения, напротив, могут улучшить микробиологические показатели почвы при длительном сельскохозяйственном использовании, увеличивая численность амилолитеческой и аммонифицирующей микрофлоры [14]. Стоит отметить, что комплексное внесение минеральных удобрений в повышенных дозах с учетом научно-обоснованного подхода способствует улучшению основных свойств почв [15, 16]. Установлено, что применение высоких доз полного минерального удобрения способствует увеличению численности эколого-трофических групп микроорганизмов в среднем в 14 раз, по сравнению с внесением отдельных минеральныхэлементов или низких доз полного удобрения [17].

К элементам рациональной системы удобрения относят внесение в почву агрономически ценных групп микроорганизмов в форме биопрепаратов. Один из наиболее распространенных приемов биологиза-ции - внесение в почву деструкторов целлюлозы. Так, в стационарном полевом опыте (2018-2019 гг.) Курского Федерального аграрного научного центра при внесении биопрепаратов Грибофит (Trichoderma viride) и Иму-назот (Pseudomonas chlororaphis) в почву продемонстрирована возможность повышения подвижных гумусовых веществ и подвижных гуминовых кислот [18]. Механизм положительного действия биопреператов связан с увеличением биологической активности почвы [19].

С учетом важной роли почвенных микроорганизмов в воспроизводстве плодородия становится актуальной задача по разработке и освоению приемов микробиологической активации почвы. Одним из интегральных показателей биоактивности почвы служит интенсивность эмиссии диоксида углерода (дыхание почвы). Между величиной этого показателя и плодородием почвы как в естественных, так и в культурных ценозах отмечена положительная корреляционная связь[20].

В современных условиях используют различные приемы внесения эффективных штаммов микроорганизмов в почву. Одним из первых еще в начале ХХ в. был прием бактеризации семенного материала. Относительно новый эффективно используемый прием биоактивации почвы - внесение целлюлозоразлагающих микроорганизмов по пожнивным остаткам с целью ускоренного вовлечения их в процесс гумусообразования. Реже,в основном для отчистки от ксенобиотиков, проводят предпосевную обработку почвы. При этом внесение биопрепаратов в почву непосредственно перед посевом положительно влияет на урожайность и рентабельность производства сельскохозяйственных культур. В ряде публикаций приведены результаты, демонстрирующие экономическую эффективность этого приема на различных культурах. В частности, при производстве сои окупаемость 1 руб. затрат на биоактивацию почвы достигала 37 руб. [21]. Прибавка урожайности озимой пшеницы от биоактивации почвы на различных фонах обеспеченности удобрениями варьировала в пределах 2,2...26,2 % [22]. Вегетативная масса ярового ячменя в модельном опыте повышалась на 33,5 % [23].

Содержание гумуса рассматривается как наиболее объективный показатель потенциального и эффективного почвенного плодородия, так как оно характеризует общую обеспеченность почвы важнейшим элементом питания растений - азотом, а также определяет направленность микробиологических превращений, происходящих в пахотном горизонте.

Цель исследования - установить взаимосвязь между интенсивностью выделения СО2 почвой (дыхание почвы) и содержанием гумуса при различном уровне обеспеченности растений минеральными удобрениями.

Работу проводили в 2019-2021 гг в многолетнем стационарном опыте в условиях степной зоны Кабардино-Балкарской республики (Институт сельского хозяйства КБНЦ РАН, г Нальчик). Почва участка - чернозём обыкновенный,карбонатный,тяжело-

1. Схема применения удобрений под озимую пшеницу в многолетнем стационарном опыте

Вариант I Минеральные удобрения, кг/га

1 Контроль(без удобрений) -

2 NPK (1/3 расчетной дозы) 52:24:24 + N51

3 NPK (1/2 расчетной дозы) 79:36:36 + N51

4 NPK (полная расчетная доза) 157:72:72 + N51

суглинистый. Мощность гумусового слоя 30...69 см. Содержание гумуса 3,2.. .3,5 %, подвижных форм фосфора и калия - соответственно 1,9.2,4 и 30.35 мг/100 г (по Мачигину), рН -7,1.7,3. Глубина залегания грунтовых вод 12.15 м.

Исследования проводили на озимой пшенице (сорт Южанка) в девя-типольном зернопропашном севообороте, где в зависимости от года и номера поля предшественниками выступали горох (2018 г) и кукуруза на зерно (20219-2020 гг.). Норма высева - 270 кг/га. Для возделывания культур в севообороте использовали типичную для региона агротехнику.

Оценку биологической активности почвы и изменения содержания почвенного органического вещества в динамике проводили на фоне возрастающих доз минеральных удобрений (табл. 1). Полную дозу рассчитывали под озимую пшеницу балансовым методом с учетом запаса элементов питания в почве и их выноса с панируемой урожайностью. Удобрения вносили в виде нитроаммофоски (16:16:16) и аммиачной селитры (N34) вручную. Органические удобрения не применяли.

Повторность опыта 4-х кратная. Площадь каждой делянки составляет 189 м2. Обработку почвенными микроорганизмами проводили на 1/2 каждой делянки (Био), 1/2 делянки оставляли без обработки (Эталон). В качестве средства повышения биологической активности почвы использовали комплекс почвенных микроорганизмов: 2 вида бактерий (Pseudomonas fluoreiscence штамм АР-33 и Azotobacter vinelandii ИБ-4) с концентрацией живых клеток 2.4х109 (норма внесения 2 л/га);

2 вида грибов-антагонистов (рода Trichoderma Ьатапит и Trichoderma viridae) с концентрацией 2.4х109 (норма внесения 2 л/га). Внесение микроорганизмов осуществляли в вечернее время штанговым опрыскивателем за 14 дней до посева.

Отбор почвенных образцов проводили в первой декаде июля почвенным буром с глубины 0.20 см методом конверта. Дыхание почвы определяли методом титрования уловленного в закрытой колбе углекислого газа слабым раствором щелочи на протяжение 24 ч (Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Гавриленко Е.Г. Особенности определения углерода микробной биомассы почвы методом субстрат-индуцированного дыхания // Почвоведение. 2011. №11. С. 1327-1333), содержание органического вещества - по методу Тюрина. Математическую обработку данных проводили по Б.А. Доспехову (Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.) с использованием программного комплекса статистической обработки экспериментальных данных МюгобоК Ехе1.

Степная зона Кабардино-Балкарской республики характеризуется недостаточным увлажнением со среднегодовым количеством осадков 465,7 мм. Сумма температур выше +10 °С составляет 3200.3600° Условия вегетации 2018-2019 гг. характеризовались как засушливые (ГТК=0,97), в то время как в 2020-2021 гг., напротив, наблюдали повышенное количество выпавших осадков на фоне увеличения суммы активных температур (ГТК=1,45) (табл. 2).

Оценка эмиссии СО2 из почв имеет важное значение для характеристики

2. Метеорологические условия периода исследований

Месяц Сумма активных температур > +10° Сумма осадков, мм

20182019 гг. 20192020 гг. 20202021 гг. 20182019 гг. 20192020 гг. 20202021 гг.

Октябрь 240,6 138,0 287,8 5,1 4,7 0

Ноябрь 0 11,3 63,8 18,1 16,8 14,7

Декабрь 0 0 0 18,7 11,4 47,0

Январь 0 0 0 13,1 3,1 16,3

Февраль 0 0 10,5 8,6 13,1 36,8

Март 33,0 116,4 21,7 36,4 25,0 29,5

Апрель 255,3 198,6 386,0 50,4 19,6 15,7

Май 580,6 560,3 600,3 72,6 106,1 114,5

Июнь 777,1 722,9 699,1 28,9 55,6 119,3

Июль (декада I) 127,0 313,5 259,3 2,8 20,1 6,7

Всего за вегетацию 2013,6 2061,0 2328,5 254,7 275,5 400,5

ГТК за вегетацию (2018-2019 гг.) (2019-2020 гг.) (2020-2021 гг.)

0,97 1 ,2 1,45

циклов углерода в биосфере. По интенсивности выделения СО2 можно судить о направленности изменения содержания органического вещества и биологической активности почвы, то есть соотношении процессов минерализации и гумификации органического вещества [24].

Прямое внесение эффективных штаммов агрономически ценных групп микроорганизмов повлияло на увеличение интенсивности дыхания почвы на фоне возрастающих доз удобрений: отмечена тенденция роста эмиссии СО2 (с 20,9 до 22,6 мг СО2/час/г почвы) в вариантах Био при НСР=6,13 (рис. 1). При этом в вариантах Био на всех фонах минерального питания растений дыхание почвы незначительно выше, чем на эталонных участках, на 5,5; 3,8; 3,7 мг СО2/час/г почвы соответственно возрастающей дозе (НСР=6,15). Определена прямая заметная связь биологической активности почвы от внесения эффективных штаммов микроорганизмов (г=0,64) на фоне возрастающих доз минеральных удобрений. Эти результаты согласуются с полученными в ранее проведенных исследованиях [25].

Величина отклонений интенсивности дыхания по вариантам опыта между Эталон и Био в 2019 г. составила 12,6 %, в 2020 г. - 41,1 %, в 2021 г -24 %. Изменение отклонений по годам исследования, вероятно, обусловлено различиями гидротермических условий, которые в свою очередь влияют на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов и трансформацию минеральных удобрений [26, 27].

Следует отметить, что разница в интенсивности дыхания почвы в зависимости от дозы минеральных удобрений по отношению к нулевому фону, была меньше, чем при сравнении вариантов Эталон и Био между собой. Так, изменение дыхания почвы в Эталонах согласно возрастающей дозе удобрений по вариантам, в сравнении с контрольным (без удобрений и активации почвы), составило -0,5; 2,0 и 0,6 мг СО2/час/1 г почвы.

Максимальная в опыте абсолютная величина показателя интенсивности дыхания почвы под влиянием биоактивации в среднем за 3 года отмечена в варианте с 1/2 дозы минеральных удобрений (22,6 мг СО2/час/1 г почвы). Наибольший относительный эффект зафиксирован на фоне 1/3 дозы минеральных удобрений: повышение интенсивности дыхания, в сравнении с Эталоном, составило 5,5 мг СО2/час/1 г почвы.

Причины дегумификации почвенного слоя в условиях республики связаны не столько с ходом почвообразовательного процесса, сколько с

СО (D 3 ü

(D

д

(D

5

(D

2 О м м

Рис. 1. Интенсивность дыхания почвы в зависимости от дозы минеральных удобрений (в среднем за 2019—2021 гг., НСР5==5,9), мг СО/час/1 г почвы: ■ — Эталон; ■ — Био.

эрозионными явлениями [28]. Следовательно, ограничение эрозионного процесса, выраженного в биологической деградации, способно привести к рестарту механизмов регенерации почвенного плодородия.

Органическое вещество почвы тесно связано с ее биологической активностью. Однако не всегда содержание органического вещества отражает степень окультуренности и интенсивность процессов деградации почвы. В то же время дыхание почвы служит чувствительным экологическим индикаторам ее состояния. Поэтому, решая вопросы сохранения и повышения плодородия почвы с учетом агрономических, экологических и экономических аспектов, стоит рассматривать оба этих показателя в совокупности.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

За годы исследований содержание гумуса в почве под влиянием био-

активации увеличилось в среднем на 0,25 % (рис. 2). Различия в приросте гумуса в зависимости от количества внесенных минеральных удобрений находились в пределах 0,1.. .0,44 %.

Благодаря активности почвенных микроорганизмов (варианты Био) и поступления веществ с последующей их трансформацией (удобрения, растительные и корневые остатки, продукты жизнедеятельности микроорганизмов) происходит усиленное накопление органического вещества в почве. Это свидетельствует о возможности более эффективного вовлечения минеральных удобрений в процесс гумусообразования посредством биологической активации почвы.

Незначительное увеличение содержания гумуса в зависимости от фона минерального питания в вари-

5 Рис. 2. Содержание гумуса в почве по вариантам опыта (в среднем за 2019—2021 гг., $ НСР05=0,8), %: ■ - Эталон; ■ - Био.

антах Био составило: 0,09 %; 0,44 %; 0,10 % и 0,39 %, в сравнении с соответствующими вариантами Эталона (НСР=0,80). Максимальная в опыте величина этого показателя отмечена при внесении 1/3 дозы NPK + Био (3,38 %), что на 0,45 % выше, чем в контроле + Био (2,93 %). В то же время без биоактивации аналогичное количество удобрений привело к росту содержания гумуса всего на 0,1 % относительно контроля. Это подтверждает гумуссинтезирующую способность сочетания минеральных удобрений с почвенными микроорганизмами. При отсутствии обработки почвы биопрепаратами (варианты Эталона) максимальное увеличение гумуса составило 0,32 % при наибольшей в опыте его величине в варианте Эталон + У дозы NPK (3,16 %) относительно Эталона контроля (2,84 %).

Коэффициент корреляции между дыханием почвы и долей органического вещества в ней для вариантов Эталона составил 0,87, при биоактивации почвы(Био) такая зависимость выражена мене ярко - r=0,43.

Таким образом, увеличение интенсивности биохимических реакций в почве, которую характеризует дыхание, повлекло за собой рост среднего содержания органического вещества на 0,25 %. При этом выявлено, что максимальная в опыте реакция почвы на внесение биопрепартов, выраженная в росте содержания гумуса, была отмечена на фоне 1/3 расчетной дозы NPK и составила 0,54 %, в сравнении с контролем Эталона. В этом же варианте наблюдали наибольший в опыте рост интенсивности дыхания почвы - на 5,5 СО2/час/1 г почвы по сравнению с Эталоном. В вариантах с У NPK и полной NPK содержание органического вещества возрастало на 0,1 % и 0,39 %, а интенсивность дыхания почвы - на 3,8 % и 3,7 % соответственно. Самое низкое увеличение содержания гумуса при биоактивации почвы (на 0,09 %) отмечено в контроле, несмотря на рост интенсивности дыхания почвы на 4,1 %.

В целом повышение биологической активности почвы на фоне внесения минеральных удобрений обеспечивает более значительный рост содержания гумуса, чем самостоятельное применение этих агроприемов.

Литература

1. Сычев В.Г., Шафран С.А., Виноградова С.Б. Плодородие почв России и пути его регулирования // Агрохимия. 2020. №3. С. 3-13. doi: 10.31857/S0002188120060125.

2. Soilsecurity: Solvingtheglobalsoilcrisis / A. Koch, A. McBratney, M. Adams, et al. // Glob. Policy. 2013. Vol. 4. No. 4. P. 434-441. doi: 10.1111/1758-5899.12096.

3. Burdukovsrii M. L., Golov V. I., Kovshik I.

G. Changes in the agrochemical properties of major arable soils in the south of the Far East of Russia under the impact of their long-term agricultural use // Eurasian soil science. 2016. No. 10. P. 1174-1179.

4. Пуртова Л.Н. Использование оптических показателей в диагностике изменений экологического состояния агроземов Приморья // Известия Иркутского государственного университета. 2013. Т. 6. №3. стр. 81-85.

5. Еремин Д.И., Ахтямова А.А. Минерализация гумуса в пахотном черноземе при использовании минеральных удобрений // Земледелие. 2018. №7. С. 16-18.

6. Когут Б.М., Семенов В.М. Эволюция доминирующих парадигм в учении о гумусе и почвенном органическом веществе // Агрохимия. 2015. №12. С. 3-19.

7. Кириллова Е.В., Копылова А.Н. Влияние различных систем удобрения на изменение агрохимических свойств почв // Аграрный вестник Урала. №4 (158). 2017. С. 31-36.

8. Козлов А. В., Селицкая О. В. Значение микроорганизмов в поддержании устойчивости почв к воздействию антропогенных факторов // Вестник Мининского университета. 2015. № 3. С. 27-34.

9. Бузетти К. Д., Иванов М. В. Получение жидких и гранулированных органических удобрений из отходов птицефабрик // Аграрная наука. 2020. № 2. С. 61-63. doi: 10.32634/0869-8155-2020-335-2-61-63.

10. Седых В. А., Савич В. И. Агроэко-логическая оценка почвообразовательных процессов. М.: ВНИИА, 2014. 399 с.

11. Новиков А. А. Гумус черноземов обыкновенных при внесении удобрений и эффективность возделываемых сельскохозяйственных культур // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2017. № 2 (26). С. 131-143.

12. Жлоба Л.Д., Кунанбаев К.К., Зуева

H.Б. Органическое вещество почвы и его групповой состав в различных севооборотах // Почвоведение и агрохимия. 2020. №3. С. 34-42.

13. Влияние систематического применения удобрений в девятипольном зерно-паропропашном севообороте на баланс гумуса (С) в черноземе обыкновенном / А. В. Парамонов, А. В. Федюшкин, С. В. Пасько и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 9. С. 9-11. doi: 10.24411/0235-2451-2018-10902.

14. Изменение химических и микробиологических свойств почвы при антропогенном воздействии в полевом севообороте. / Н. А. Селезнева, А. Г. Тишкова, Т. Н. Федорова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 6. C. 5-10.

15. Мерзлая Г.Е. Исследование устойчивости агроценозов при длительном применении удобрений на дерново-подзолистой почве // Почвоведение. 2021. №3. С. 355-362.

16. Турусов В.И., Пискарева Л.А., Бо-чарникова Е.Г. Влияние минеральных удобрений на микробиологическую активность почвы и урожайность озимой пшеницы // Зернобобовые и крупяные культуры. 2020. №4(36). С. 117-123. doi: 10.24411/2309-348X-2020-11213.

17. Шаповалова Н.Н., Менькина Е.А. Агрохимическое состояние и биологическая активность почвы в последействии длитель-

ного применения минеральных удобрений // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2018. №5(73). С. 43-46. doi: 10.25930/vaak-2r91.

18. Влияние биопрепаратов на содержание и состав подвижных гумусовых веществ чернозема типичного слабоэродированного / Н. П. Масютенко, А. В. Кузнецов, М. Н. Ма-сютенко и др. // Земледелие. 2020. № 5. С. 14-18. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10504.

19. Microbial mechanisms of the contrast residue decomposition and priming effect in soils with different organic and chemical ertilization histories / F. Fan, B. Yu, B. Wang, at al. // Soil Biology and Biochemistry. 2019. Vol. 135. P. 213-221. doi.org/10.1016/j. soilbio.2019.05.001.

20. Миненкова М.М. Изменение биологической активности дерново-подзолистых почв при их окультуривании // АГРОЭКОИН-ФО. 2009. №2. С. 11-21.

21. Лешкенов А.М., Бижоева Т.П. Роль бактериально-грибных препаратов в повышении урожайности сои в засушливых климатических условиях равнинной части Центрального Предкавказья // Известия КБНЦ РАН. 2020. №2 (94). С. 55-65.

22. Лешкенов А.М., Занилов А.Х. Влияние биоактивации почвы на эффективность минеральной и органо-минеральной систем удобрения и продуктивность озимой пшеницы // Известия КБНЦ РАН. 2021. №2 (100). С. 39-49.

23. Анисимова Л.Г., Занилов А.Х. Эффективность предпосевной обработки почвы бактериально-водорослевым комплексом // Инновации в АПК: Проблемы и перспективы. 2017. №3 (15). С. 95-101.

24. Faster Decomposition Under Increased Atmospheric CO2 Limits Soil Carbon Storage / K. J. van Groenigen, X. Qi, C. W. Osenberg, et al.// Science. 2014. Vol. 344. P. 508-509. doi: 10.1126/science.1249534.

25. Прасолова А.А. Изучение газообразных потерь азота и динамика почвенного дыхания в черноземе выщелоченном // Агрохимический вестник. 2014. №6. С. 25-27.

26. Новоселов С.И. Влияние агроэколо-гических условий на аммонифицирующую и нитрифицирующую способность почвы // Вестник Марийского государственного университета. 2015. Т. 1. №4(4). С. 42-47.

27. Оценка дыхания агросерой лесной почвы с использованием методов статистического и имитационного моделирования / О.Э. Суховеева, И.Н. Курганова, В.О. Лопес де Гереню и др. // Ученные записки Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского. 2018. Т.4. №1. С. 151-158.

28. Куприченков М.Т., Антонова Т.Н., Головинов А.А. Гумус, фосфор, калий в агрогенных почвах Предкавказья // Почвоведение. 2001. № 6. С. 670-674.

Influence of soil biological activity on the content of organic matter against the background of increasing mineral fertilizers doses

A.M. Leshkenov1, A.H. Zanilov2, M.F. Krylova3

institute of Agriculture - branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Center

"Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences", ul. Kirova, 224, Nal'chik, Kabardino-Balkarskaya Respublika, 360004, Russian Federation 2Kabardino-Balkar State University named after H.M. Berbekov, ul. Chernyshevsky, 173, Nal'chik, Kabardino-Balkarskaya Respublika, 360004, Russian Federation 3Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya, 49, Moskva, 127550, Russian Federation

Abstract. The study aimed to assess the influence of the soil biological activity increasing on the content of organic matter in it against the background of increasing doses of mineral fertilizers. The work was carried out in 2019-2021 under the conditions of the steppe zone of the Kabardino-Balkarian Republic. The experimental design included the study of the following options: without mineral fertilizers (control); NPK - 1/3 calculated dose, 1/2 calculated dose, full calculated dose. Treatment with soil microorganisms was carried out on 1/2 of each plot (Bio), 1/2 of the plot was left without treatment (Etalon). Fungi Trichoderma harzianum and Trichoderma viridae, bacteria Pseudomonas fluoreiscence strain AP-33 and Azotobacter vinelandii IB-4 were used as a means of soil bioactivation with an application rate of 2 l/ha with a concentration of living cells of 2-4 *109. Against the background of increasing doses of mineral fertilizers, the intensity of respiration, relative to the options without soil bioactivation (Standard), slightly increased by 5.5; 3.8 and 3.7 mg CO2/hour/1 g of soil, respectively, with lsd05=5.9 mg CO2/hour/1 g of soil, which was 33.7%, 20.2% and 21.3%. Soil treatment with biological preparations was accompanied by an increase in the content of organic matter. The degree of its increase depended on the dose of mineral fertilizers. The highest content of humus on average over the years was observed against the background of 1/3 of the calculated dose - 3.38%, which is 0.54% higher than in the variant without microorganisms (with lsd=0.8%). The most insignificant differences were observed in the control (without fertilizers). Bioactivation contributed to an increase in the humus content by 0.09%. An increase in the biological activity of the soil against the background of the application of mineral fertilizers provides a more significant increase in the humus content than a separate application of this agricultural method.

Keywords: soil biological activity; soil respiration; mineral fertilizers; organic matter.

Author detailis: A.M. Leshkenov, research fellow (e-mail: aslan.leshckenov@ yandex.ru); A.H. Zanilov, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: amiran78@ inbox.ru); M.F. Krylova, post graduate student.

For citation: Leshkenov AM, Zanilov AH, Krylova MF [Influence of soil biological activity on the content of organic matter against the background of increasing mineral fertilizers doses ] Zemledelie. 2022;(7):11-5. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2022-7-11-15.

Ы (D 3 ü

(D

g

(D

5

(D

4

О

N> N>

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.