CC BY
82
а
Wi' » /
Сельскохозяй
ельскохозяйственные науки
Agriculture
УДК 631.92
ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНЫХ СИСТЕМ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ПОЧВЕННУЮ БИОТУ
М. И. Андреев, О. Г. Марьина-Чермных
Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола
IMPACT OF INTENSIVE CROPPING SYSTEMS ON SOIL BIOTA M. I. Andreev, O. G. Maryina-Chermnykh
Mari State University, Joshkar-Ola
Восстановление почвенного плодородия является в настоящее время наиболее актуальным вопросом, потому что применение интенсивной системы земледелия, основанной на вспашке, привело к снижению плодородия почвы. При этом содержание гумуса в Нечерноземной зоне за последние годы понизилось на 0,5 %, усилились эрозионные процессы, ухудшилась структура почв, резко снизилась активность микроорганизмов и почвенной биоты, обострились экологические проблемы. Человек, оказывая воздействие на почву, обеспечивает себе существенный урожай сельскохозяйственных культур, при этом он применяет новейшие технологии возделывания культур и современную технику. В основе применения новых технологий лежит применение обработки почвы в сочетании с мульчированием, что является важнейшим направлением совершенствования системы земледелия для широкого внедрения в производство мульчирующей почвозащитной технологии. При этом ресурсосбережение предполагает не упрощение технологий, а обоснованное использование природных условий, типов агроландшафтов за счет рационального применения агротехнических приемов при наименьших затратах ресурсов и экологичности выполняемых работ. Поэтому основное направление по совершенствованию системы земледелия и повышению почвенной биоты - внедрение в производство мульчирующей
The restoration of soil fertility is currently the most pressing issue, because the use of intensive farming systems, based on plowing, led to the reduction of soil fertility. The content of humus in the non-chernozem zone in recent years has decreased by 0,5 %, erosion increased, soil structure deteriorated, the activity of microorganisms and soil biota decreased sharply, environmental problems exacerbated. People provide themselves with a significant crop, affecting the soil, applying the latest technology of crop cultivation and modern equipment. Tillage in combination with mulching is the basis of the new technology. This is an important direction for improving the farming system for widespread introduction of mulching soil protection technology. At the same time, resource saving implies not simplification of technologies, but reasonable use of natural conditions, types of agrolandscapes due to the rational use of agrotech-nical methods with the least resource costs and environmental friendliness of the work performed. Therefore, the main direction for improving farming systems and increasing soil biota is the introduction of mulching soil protection technology. Thus, the saturation of the soil with organic matter in the form of mulch affects the diversity of soil biota, and this has a positive effect on the chemical and physical properties of the sod-podzolic soils of the Republic of Mari El under conditions of humus
© Андреев М. И., Марьина-Чермных О. Г., 2017
Вестник Марийского государственного университета Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки» . 2017. Т. 3. № 4 (12)
почвозащитной технологии, ведь насыщение почвы органическим веществом в виде мульчи воздействует на многообразие почвенной био-ты, что положительно влияет на химические и физические свойства дерново-подзолистых почв Республики Марий Эл, в условиях гуму-сообразования и возникает действительная возможность восстановления утраченного плодородия. Воздействие обработки почвы на ее свойства в сочетании с мульчированием происходит через почвенную биоту, так как почвенные микроорганизмы - это обязательный компонент почвы, и между ними существуют тесные разнообразные связи, а роль почвенной биоты - это формирование почвы и поддержание ее плодородия.
Ключевые слова: мульчирование почвы, почвенное плодородие, почвенная биота, микроорганизмы, системы земледелия, органическое вещество.
formation, so the real possibility of restoring lost fertility arises. Tillage in combination with mulching changes the soil properties through soil biota, because the soil microorganisms are an indispensable component of the soil, and close diverse links exist between them, so the role of soil biota is the formation of soil and the maintenance of its fertility.
Keywords: soil mulching, soil fertility, soil biota, microorganisms, farming systems, organic matter.
В условиях ухудшения фитосанитарного состояния аграрных фитоценозов экологизация технологий возделываний полевых культур становится объективной закономерностью и комплексом мер по обеспечению экологически безвредной продукции. Разумное применение земли как важного средства производства, рост почвенного плодородия и урожайности аграрных культур оказывается возможным при интенсивных системах земледелия. Существенным фактором для сохранения плодородия почвы и увеличения урожайности аграрных фитоценозов является органическое вещество или мульча. Она способствует защите почвы от абиотических факторов окружающей среды, пополняет запасы питатель -ных веществ при разлагании и повышает плодородие почвы. На биогенность почвы аграрные культуры влияют по-разному, так, количество и вид в почве микроорганизмов может меняться в зависимости от предшественника, поэтому чередование культур влияет на почвенную биоту, особенно при поступлении в почву растительных остатков в виде органической мульчи, где происходит их разложение микроорганизмами, повышается гумус и увеличивается плодородие почвы.
Многими учеными [2; 5; 6] отмечается, что при возделывании монокультуры происходит снижение активности микробиологических процессов и имеет место биологическое закрепление азота. Поэтому при посеве зерновых по зерновым приходится вносить большие дозы азотных удобрений, что в свою очередь ведет к повышению содержания в хозяйственной части урожая
вредных для организма человека и животных нитратов. Одновременно в почве накапливаются полуразложившиеся остатки зерновых культур, на которых поселяется грибная микрофлора, многие компоненты которой выделяют токсичные вещества. Поэтому монокультура зерновых имеет негативные последствия, как для их урожайности, так и для плодородия почвы. Вследствие этого введение в севооборот бобовых или покровных культур улучшает структуру почвы, обогащая ее органическим веществом, способствуя сохранению полезных микромицетов в почве и улучшая ее микроклимат. Причем за счет изменения видового состава покровных культур можно управлять численностью микроорганизмов в почве. Особенно эффективным в этом плане оказывается использование смешанных посевов и сидератов. Так, использование бобовых культур в качестве удобрений (сидерата), предшественника и мульчи предшественника снижает численность популяций фитопатогенных грибов [2], увеличивает количество грибов-антагонистов и повышает биогенность почвы.
В органическом веществе почвы или мульче постоянно имеется какое-нибудь количество отмерших остатков организмов, которые находятся на разных этапах распада, к ним можно отнести почвенные живые микроорганизмы и почвенную биоту. От совокупности органического вещества, почвенной биоты, а также продукции их жизнедеятельности зависит гумусовый слой почвы и, следовательно, ее плодородие. Органические удобрения - навоз, мульча или солома, позитивно
Vestnik of the Mari State University
Chapter "Agriculture. Economics". 2017, vol. 3, no. 4 (12)
влияют на биологическую активность почвы, снижая ее негативное воздействие на патогенные микроорганизмы. Почвы, которые более гумуси-рованные, способны противодействовать агрометеорологическим условиям для снабжения растений нужными условиями существования.
В настоящее время изменить строение посевных площадей в РМЭ невозможно, поэтому немаловажным стало использовать для дерново-подзолистой почвы любые виды органических удобрений (навоз, мульча, солома и др.). Ведь пожнивно-кор-невые остатки сельскохозяйственных культур -это биологический источник элементов питания, и значительная их часть поступления обогащает пахотный слой почвы органическим веществом. Возделывание в севооборотах бобовых или покровных культур дает необычную ценность и обогащает дерново-подзолистую почву органическим веществом. Однако ориентироваться в севооборотах только на бобовые или покровные культуры для управления гумусового баланса нельзя, так как по мере роста урожаев в интенсивном земледелии количество растительных остатков хотя и возрастает абсолютно, но заметно снижается на единицу урожая, что характерно не только для однолетних, пропашных, зерновых и зернобобовых, но и для многолетних бобовых культур [1].
Для многих почв характерно то, что увлажнение (устойчивое и непродолжительное) оказывает существенное влияние на микробиологические процессы микроорганизмов, потому что обновление в почве воздуха, является основой для нормального корневого питания растений, минерализации растительных остатков и обогащения почвы гумусом, а также минеральными веществами. Кроме того, в процессе своей жизнедеятельности многие микроорганизмы могут выделять вещества, которые позитивно воздействуют на структуру почвы. При этом микроорганизмы для своего развития сами формируют и совершенствуют условия. В создании стабильной структуры почвы активно участвуют актиноми-цеты и грибы, которые формируют мицелий, обвивающий почвенные частицы [7]. Участвующим в синтезе и разложении органического вещества микроорганизмам необходимо создавать условия, которые будут способствовать использовать органические питательные вещества почвы при развитии культурных растений. Для этого необходимо поддерживать принципы плодосмена, ведь от возделываемой культуры зависит степень влияния на почвенную биоту органического вещества, так как биологическое воздействие сево-
оборота оказывает влияние не только на степень окультуренности дерново-подзолистой почвы, но и на положительный баланс органического вещества в почве, что дает постоянное пополнение запасов органики.
Усовершенствование всего комплекса агротех-нологий и биологических факторов плодородия способствует окультуриванию почвы и повышению урожайности зерновых культур, создавая при этом предпосылки для сброса негативного влияния высокой насыщенности севооборотов зерновыми культурами. Использование комплекса мероприятий по защите растений, включая химические и биологические препараты, внедрение мульчирующей почвозащитной технологии, внесение азотных удобрений повышает использование растением калийных и фосфорных удобрений и оказывает положительное влияние на биологическую активность почвы, ее ферменты и состав почвенной биоты. Выявлено, что запаханная растительная масса (мульча) увеличивает активность почвенных микроорганизмов, особенно сапрофитов, которые усиливают обменные процессы в почве и позитивно влияют на плодородие почвы [6], при этом создают конкурентную среду для почвенных патогенных грибов.
Применение обработки почвы в севообороте с бобовыми или покровными культурами в сочетании с их мульчированием, системой минеральных удобрений и защитой растений обеспечивает высокой эффект в биологическом окультуривании дерново-подзолистой почвы и устранении отрицательных результатов насыщения земледелия зерновыми севооборотами, увеличивая при этом урожайность сельскохозяйственных культур [3; 4]. Экологизация систем земледелия вносит изменения и в характер проблем, которые объединяют технологии возделывания аграрных фитоценозов, их защиту от вредных организмов и использования удобрений. Существенной задачей в данное время является, как отмечает большинство исследователей [1; 5; 6; 8], внедрение научных изысканий по обеспечению в конкретных почвенно-климатических и погодных условиях стабильного подъема качественной сельскохозяйственной продукции, повышения плодородия почв, экологичности агротехники и усовершенствования фитосанитарного состояния агроэкосистем, так как фактор взаимосвязи микробного патогенеза и роста общего патогенного потенциала пахотой почвы на уровне агроэкоси-стемы в условиях различного отторжении или возврата в экосистему органического вещества
Вестник Марийского государственного университета Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки» . 2017. Т. 3. № 4 (12)
позволяет в свою очередь развивать комплекс приемов агротехники с мульчированием почвы при возделывании зерновых культур, влиять
на фитосанитарное состояние почвы при поражении растений вредными организмами и увеличивать продуктивность возделываемой культуры.
Литература
1. Лыков А. М., Боинчан Б. П., Вьюгин М. М. Органическое вещество и плодородие почвы в интенсивном земледелии // Обзор. Информ. ВНИИТЭИСХ. 1984. 95 с.
2. Марьина-Чермных О. Г. Оптимизация фитосанитарии агроэкосистемы в условиях современного интенсивного производства растительной продукции // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы региональной научно-практической конференции / Мар. гос. ун-т. Йошкар-Ола, 2003. Вып. 5. С. 129-131.
3. Марьина-Чермных О. Г., Евдокимова М. А. Влияние агротехнических приемов на численность почвенных патогенов при возделывании озимой ржи // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 4. С. 15-21.
4. Марьина-Чермных О. Г. Влияние агротехнологий при возделывании сельскохозяйственных культур на окружающую среду // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2017. № 1(9). С. 56-60.
5. Марьин Г. С., Марьина-Чермных О. Г., Манишкин С. Г., Малков А. И. Влияние агротехнических мероприятий на оптимизацию фитосанитарии почвы // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы региональной научно-практической конференции / Мар. гос. ун-т. Йошкар-Ола, 2010. Вып. 12. С. 68-70.
6. Минеев В. Г., Гомонова Н. Ф., Овчинникова М. Ф. Плодородие и биологическая активность дерново-подзолистой почвы при длительном применении удобрений и их последействие // Агрохимия. 2004. № 7. С. 5-10.
7. Мишустин Е. Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. М., 1972. 342 с.
8. Тайметов М. Э., Марьина-Чермных О. Г. Стратегия защиты зерновых агроценозов от вредных организмов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы региональной научно-практической конференции / Мар. гос. ун-т. Йошкар-Ола, 2017. Вып. 19. С. 25-27.
References
1. Lykov A. M., Boinchan B. P., V'jugin M. M. Organicheskoe veshhestvo i plodorodie pochvy v intensivnom zemledelii [Organic matter and soil fertility in intensive agriculture]. Obzor. Inform. VNIITJeISH = Overview information of the All-Union Scientific Research Institute of Information and Technical and Economic Research on Agriculture, 1984, 95 p. (In Russ)
2. Mar'ina-Chermnyh O. G. Optimizacija fitosanitarii agrojekosistemy v uslo-vijah sovremennogo intensivnogo proizvodstva rastitel'noj produkcii [Optimization of phytosanitary of agroecosystem in conditions of modern intensive production of plants]. Ak-tual'nye voprosy sovershenstvovanija tehnologii proizvodstva i pererabotki produkcii sel'skogo hozjajstva: Mosolovskie chtenija: materialy regional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii = Actual issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: Mosolov readings: materials of the regional scientific and practical conference, Mar. gos. un-t. Joshkar-Ola, 2003, Vyp. 5, pp. 129-131. (In Russ)
3. Mar'ina-Chermnyh O. G., Evdokimova M. A. Vlijanie agrotehnicheskih priemov na chislennost' pochvennyh patogenov pri vozdelyvanii ozimoj rzhi [Influence of agrotechnical methods on the number of soil pathogens in the cultivation of winter rye]. Vestnik Ul'janovskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii = Bulletin of Ulyanovsk State Agricultural Academy, 2015, no. 4, pp. 15-21. (In Russ)
4. Mar'ina-Chermnyh O. G. Vlijanie agrotehnologij pri vozdelyvanii sel'skohozjajstvennyh kul'tur na okruzhajushhuju sredu [Influence of agricultural technologies in the cultivation of crops on the environment]. VestnikMarijskogo gosudarstvennogo univer-siteta. Serija «Sel'skohozjajstvennye nauki. Jekonomicheskie nauki» = Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics", 2017, no. 1(9), pp. 56-60. (In Russ)
5. Mar'in G. S., Mar'ina-Chermnyh O. G., Manishkin S. G., Malkov A. I. Vlijanie agrotehnicheskih meroprijatij na optimizaciju fitosanitarii pochvy [Influence of agrotechnical measures on optimization of phytosanitary of soil]. Aktual'nye voprosy sovershenstvovanija tehnologii proizvodstva i pererabotki produkcii sel'skogo hozjajstva: Mosolovskie chtenija: materialy regional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii = Actual issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: Mosolov readings: materials of the regional scientific and practical conference, Mar. gos. un-t, Joshkar-Ola, 2010, Vyp. 12, pp. 68-70. (In Russ)
6. Mineev V. G., Gomonova N. F., Ovchinnikova M. F. Plodorodie i biologicheskaja aktivnost' dernovo-podzolistoj pochvy pri dlitel'nom primenenii udobrenij i ih posledejstvie [Fertility and biological activity of sod-podzolic soil with prolonged application of fertilizers and their aftereffect]. Agrohimija = Agrochemistry, 2004, no. 7, pp. 5-10. (In Russ)
7. Mishustin E. N. Mikroorganizmy i produktivnost' zemledelija [Microorganisms and agriculture productivity]. Moskow, 1972, 342 p. (In Russ)
Vestnik of the Mari State University
Chapter "Agriculture. Economics". 2017, vol. 3, no. 4 (12)
8. Tajmetov M. Je., Mar'ina-Chermnyh O. G. Strategija zashhity zemovyh agrocenozov ot vrednyh organizmov [Strategy of grain agrocenoses protection from pests]. Aktual'nye voprosy sovershenstvovanija tehnologii proizvodstva i pererabotki produkcii sel'skogo hozjajstva: Mosolovskie chtenija: materialy regional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii = Actual issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: Mosolov readings: materials of the regional scientific and practical conference, Mar. gos. un-t, Joshkar-Ola, 2017, Vyp. 19, pp. 25-27. (In Russ)
Статья поступила в редакцию 2.07.2017 г.
Submitted 2.07.2017.
Для цитирования: Андреев М. И., Марьина--Чермных О. Г. Влияние интенсивных систем земледелия на почвенную биоту // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2017. Т. 3. № 4 (12). С. 11-15.
Citation for an article: Andreev M. I., Mar'ina-Chermnykh O. G. Impact of intensive cropping systems on soil biota. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics". 2017, vol. 3, no. 4 (12), pp. 11-15.
Андреев Михаил Иванович, аспирант, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, [email protected]
Марьина-Чермных Ольга Геннадьевна,
доктор биологических наук, профессор, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, [email protected]
Mikhail I. Andreev, postgraduate student, Mari State University, Joshkar-Ola,
oly6045@yandex. ru
Olga G. Maryina-Chermnykh, Dr. Sci. (Biology), professor, Mari State University, Joshkar-Ola, oly6045@yandex. ru
