CC BY
57
doi: 10.24411/0044-3913-2020-10504 УДК 631.46:631.417.2
Влияние обработки растительных остатков сельскохозяйственных культур биопрепаратами на подвижные гумусовые вещества чернозема типичного слабоэродированного
Н. П. МАСЮТЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора по научной работе (e-mail: [email protected]) А. В. КУЗНЕцОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник М. Н. МАСЮТЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник М. А. ПРИПУТНЕВА, младший научный сотрудник Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения влияния обработки растительных остатков сельскохозяйственных культур биопрепаратами, а также совместного внесения азотных минеральных удобрений и растительных остатков на содержание и состав подвижных гумусовых веществ и связи со скоростью разложения растительных остатков. Работу выполняли в2018-2019гг. надвухполях в стационарном полевом опыте в Курской области. Почва - чернозем типичный слабоэродиро-ванный. Схема опыта включала следующие варианты: измельченная побочная продукция - контроль; измельченная побочная продукция + N10 кг д.в. на 1 т побочной продукции; измельченная побочная продукция + биопрепараты (Грибофит, 5 л/га + Имуназот, 3 л/га). В поле 1 возделывали ячмень (2018) и гречиху(2019), в поле 2 - подсолнечник(2018) и ячмень (2019). После разложения поступающих в почву соломы зерновых, обработанной биопрепаратами, и пожнивно-корневых остатков содержание подвижных гуминовых кислот, степень гумификации и качество подвижных гумусовых веществ (Спгк:Спфк) были больше, чем в контроле и варианте с внесением растительных остатков совместно с N. После разложения стеблей подсолнечника, обработанных биопрепаратами, отмечена только тенденция к увеличению содержания подвижных гумусовых веществ и улучшению О их качества. Под влиянием биопрепаратов О скорость разложения растительных остатков изучаемых культур в почве увеличивалась, ¡^ по сравнению с контролем, в 1,2...4,0раза. В 2 2019 г. она была выше, чем в 2018 г., который [Ц отличался высокой засушливостью. Установ-^ лена прямая средняя корреляция скорости ц разложения растительных остатков изучае-® мых культур в пахотном слое почвы в 2018 г. 5 с соотношением Спгк:Спфк(г =0,60. 0,70), в $ 2019 г. тесная и очень тесная (г=0,82...0,98) с
содержанием подвижных гумусовых веществ, подвижныхгуминовых кислот, степенью гумификации и соотношением Спгк:Спфк.
Ключевые слова: биопрепараты, растительные остатки, азотные минеральные удобрения, подвижные гумусовые вещества, степень гумификации, качество, скорость разложения, чернозем типичный слабоэро-дированный.
Для цитирования: Влияние биопрепаратов на содержание и состав подвижных гумусовых веществ чернозема типичного слабоэродированного / Н. П. Масютенко, А. В. Кузнецов, М. Н. Масютенко и др. // Земледелие. 2020. № 5. С. 14-18. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10504.
Органическое вещество формирует и поддерживает основные режимы, свойства и функции почвы, выступает важным фактором формирования высокого и стабильного урожая сельскохозяйственных культур. Сохранение и накопление органического вещества -важнейшее условие предотвращения деградации почвы и оптимизации ее плодородия [1].
В условиях недостаточного поступления в пахотные почвы органического вещества и снижения содержания органического углерода важнейшим источником его пополнения служат побочная продукция и пожнивно-корневые остатки сельскохозяйственных культур. Для усиления положительного воздействия растительных остатков на почву необходимо повышение их разложения и гумификации. Один из способов увеличения скорости этих процессов, получающих распространение в последние годы в практике агропромышленного комплекса, - инокуляция побочной продукции перед заделкой в почву микробиологическими препаратами-деструкторами, которая обеспечивает интродукцию активных штаммов микроорганизмов на солому и в дальнейшем - в почву [2].
Имеются сведения о том, что внесение биопрепаратов приводит к улучшению минерального питания растений, подавляет рост фитопато-генных микроорганизмов, способствует усиленному развитию корневой системы растений [3, 4, 5]. Кроме того, их применение на стерне увеличивает
скорость разложения послеуборочных растительных остатков, обогащает почву органическим веществом, повышает биологическую активность почвы [6, 7, 8]. По данным ряда авторов [9, 10], существует тенденция к увеличению содержания органического углерода в почве или углерода, экстрагируемого горячей водой, при внесении ино-кулированной микробной культуры, по сравнению с вариантами, где этот прием не использовали. Однако работ по исследованию влияния биопрепаратов на органическое вещество почвы недостаточно, чтобы прогнозировать изменение гумусного состояния почв при их применении.
Сильнее всего влиянию внешних факторов подвержена лабильная, наиболее трансформируемая, часть органического вещества почвы. Среди гумусовых веществ черноземов выделяют подвижные гумусовые вещества (Спгв), к которым относят молодые формы гумуса, непрочно связанные с минеральной частью почвы и обогащенные азотом (С^ не более 12), способные относительно быстро трансформироваться и освобождать азот для растений [11].
Цель работы - изучение влияния обработки растительных остатков сельскохозяйственных культур биопрепаратами, а также совместного внесения азотных минеральных удобрений и растительных остатков на содержание и состав подвижных гумусовых веществ и связи этих агро-приемов со скоростью разложения растительных остатков в черноземе типичном слабоэродированном.
Исследование проводили в 20182019 гг в стационарном полевом опыте ФГБНУ «Курский ФАНЦ» (Курская обл., Медвенский р-н, с. Панино) в черноземе типичном слабоэродированном тяжелосуглинистом на двух полях.
Опыт заложен в соответствии с общепринятыми методиками (Б. А. Доспехов, 1985) в трехкратной повторности на каждом из двух полей. Размещение вариантов систематическое. Общая площадь делянки составляла 600 м2 (12 м * 50 м), учетная - 480 м2. Глубина отвальной обработки под кукурузу 25...28 см, под остальные культуры - 20.22 см. На первом поле в 2018 г. возделывали яровой ячмень Суздалец, в 2019 г. - гречиху Деметра; на втором - соответственно подсолнечник масличный Имерия и яровой ячмень Суздалец. Предшественником была озимая пшеница сорта Синтетик. Технологии возделывания культур общепринятые в регионе.
Схема опыта включала следующие варианты: 1) измельченная побочная продукция - контроль; 2) измельченная побочная продукция + кг д.в. на 1 т побочной продукции; 3) измельченная
побочная продукция + биопрепараты (Грибофит, 5 л/га + Имуназот, 3 л/га).
В качестве азотных минеральных удобрений использовали аммиачную селитру, в качестве биопрепаратов -Грибофит и Имуназот. В состав Грибо-фита входят споры и мицелий гриба Trichoderma, а также, продуцируемые грибом в процессе производственного культивирования биологически активные вещества (антибиотики, ферменты, витамины, фитогормоны). Этот экологически безопасный препарат обладает биофунгицидными, ростостимули-рующими и фосфатмобилизирующими свойствами. В состав Имуназота входят ризосферные бактерии Pseudomonas. Это биофунгицид, ростостимулятор, фосфатмобилизатор контактного и системного действия [12].
Обработку измельченных растительных остатков биопрепаратами проводили ОП-2000/24, внесение аммиачной селитры - навесным разбрасывателем РН-0,8, измельченные растительные остатки заделывали в почву дисковыми боронами на глубину 10...12 см.
Для изучения изменения содержания и состава подвижных гумусовых веществ отбирали смешанные образцы почвы по диагонали делянок из 5 точек буром в слоях 0.10 и 10.20 см: после уборки культур и через 39.70 дней после заделки растительных остатков. Содержание и состав подвижных гумусовых веществ в почвенных образцах определяли в 0,1 н вытяжке NaOH без декальцирования в модификации Почвенного института им. В. В. Докучаева [11] с предварительным 7-дневным компостированием (ВНИИЗиЗПЭ) в термостате при оптимальных влажности и температуре почвы (60 % от общей влагоемкости и 26.28 °С). Степень гумификации подвижных гумусовых веществ (СГ) рассчитывали по
формуле [13] СГпгв (%)= Спгк:Спгв.х 100, где Спгк - углерод подвижных гумино-вых кислот, мг/кг почвы; Спгв - углерод подвижных гумусовых веществ, мг/кг почвы; 100 - коэффициент для перевода в проценты
Скорость разложения растительных остатков ^ро) рассчитывали по формуле Vро=(РО0-РОt)/(РО0.n), где РО0 и РОt - соответственно начальное и конечное количество растительных остатков в почве, т/га; п - число дней, в течение которых происходило разложение растительных остатков в почве. Соответствующие экспериментальные данные были получены в процессе проведения исследований. Количество растительных остатков (солома зерновых или стебли подсолнечника и пожнивно-корневые остатки) в почве определяли после уборки урожая и внесения в почву побочной продукции (РО0), затем после их разложения (РО^ через п дней в монолитах, отобранных буром объемом 500 см3 в трехкратной повтор-ности в слоях 0.10 и 10.20 см во всех вариантах с последующей отмывкой на ситах [12]. Влажность почвы определяли общепринятым весовым методом.
Почва - чернозем типичный сла-боэродированный тяжелосуглинистый малогумусный на лессовидном карбонатном суглинке. В пахотном слое почвы поля 1 содержание гумуса составляет 5,06.5,10 %; подвижного фосфора и калия (по Чирикову) - соответственно 129.134 и 97.104 мг/кг; обменного кальция - 22,0.22,9 мг-экв./100 г, реакция среды - нейтральная или близкая к нейтральной (рНвод - 6,3.6,5 ед.). В пахотном слое почвы поля 2 содержание гумуса находится на уровне 5,01.5,10 %; подвижного фосфора и калия (по Чирикову) - 94.100 мг/кг и 90.104 мг/кг соответственно; обменного кальция - 22,0.22,7 мг-экв./100 г
реакция среды нейтральная или близкая к нейтральной (рНвод - 6,5.6,7 ед.).
Периоды исследования (июль-начало октября 2018 г и июль-октябрь 2019 г) характеризовались различными гидротермическими условиями. В 2018 г отмечали неравномерное выпадение осадков. Так, в июле их сумма состави -ла 228 %, в августе - 6 %, а в сентябре -52 % от климатической нормы. Средняя температура воздуха была выше нормы в июле на 0,8 оС, в августе - на 3,0 оС, в сентябре - на 3,9 оС, в октябре - на 2,3 оС. В 2019 г средняя температура воздуха в июле была ниже нормы на 0,9 оС, в августе - выше на 0,7 оС, а в сентябре и октябре - ниже соответственно на 0,4 оС и 1,1 оС. Осадков за август-октябрь выпало на 55 мм больше, чем в 2018 г В период разложения растительных остатков гидротермический коэффициент в 2018 г был равен 0,20, в 2019 г - 0,63.
Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики (Б.А. Доспехов, 1985) с использованием программных средств Microsoft office EXCEL, STATISTIKA.
В 2018 г на поле 1 через 55 дней после заделки соломы ячменя в почву отмечали повышение содержания подвижных гумусовых веществ в слое 0. 10 см в контроле на 136 м г/кг и в варианте с биопрепаратами на 187 мг/кг (табл. 1), в слое 10.20 см только при использовании биопрепаратов (на 147 мг/кг). В пахотном слое почвы после разложения растительных остатков увеличение содержания подвижных гумусовых веществ выявлено только в варианте с биопрепаратами (на 147 мг/кг). В контроле и при внесении растительных остатков с N отмечено снижение их количества соответственно на 221 и 66 мг/кг
При этом увеличение СПГВ в контроле в слое 0.10 см происходило, в основном,
1. Содержание и состав подвижных гумусовых веществ в черноземе типичном слабосмытом в опыте
с биопрепаратами в 2018 г.
Вариант Слой, До заделки растительных остатков После разложения растительных остатков
см С * СПГВ СПГК С ПФК СГ пгв С С ПГК ПФК СПГВ СПГК С ПФК СГ пгв С С ПГК ПФК
1 0. 10 4728±142 2202±88 2526±50 ячмень (поле 1) 47 0,87 4864±146 1940±78 2924±58 40 0,66
10. 20 5332±218 2335±93 2997±90 44 0,78 4654±186 1952±79 2703±81 42 0,72
0. 20 5030±180 2269±91 2762±70 45 0,83 4759±166 1946±78 2813±69 41 0,69
2 0. 10 4669±140 1885±75 2784±56 40 0,68 4537±136 1731±69 2806±56 38 0,62
10. 20 4316±172 1716±69 2600±78 40 0,66 4316±172 1642±66 2673±80 38 0,61
0. 20 4493±156 1801±72 2692±67 40 0,67 4427±154 1687±67 2740±68 38 0,62
3 0. 10 4566±137 1826±73 2740±55 40 0,67 4743±142 2062±82 2681±54 43 0,77
10. 20 4669±186 2018±81 2651±79 43 0,76 4787±192 2099±84 2688±81 44 0,78
0. 20 4618±187 1922±77 2696±67 42 0,72 4765±167 2081±83 2685±67 44 0,78
Подсолнечник(поле 2)
1 0. 10 3027±121 1281±51 1745±35 42 0,73 3645±146 1245±50 2401±48 34 0,52
10. 20 3822±191 1399±56 2422±73 37 0,58 3587±179 1200±48 2386±72 33 0,50
0. 20 3425±156 1340±54 2084±54 39 0,66 3616±153 1223±49 2394±60 34 0,51
2 0. 10 3483±139 1274±51 2209±44 37 0,58 3686±147 1242±50 2444±49 34 0,51
10. 20 3424±171 1134±45 2290±69 33 0,50 3585±179 1201±48 2384±71 33 0,50
0. 20 3454±155 1204±48 2250±56 35 0,54 3635±163 1221±49 2414±60 34 0,51
3 0. 10 3557±142 1215±49 2342±47 34 0,52 3741±150 1289±52 2452±49 34 0,53
10. 20 3822±191 1274±51 2548±76 33 0,50 3601±180 1200±48 2401±72 33 0,50
0. 20 3690±166 1245±50 2445±47 34 0,51 3671±165 1245±50 2427±60 34 0,52
СО (D S ü
(D
д
(D Ь S
(D
СЛ 2 О N> О
* Спгд - углерод подвижных гумусовых веществ, мг/кг почвы; СПГК - углерод подвижных гуминовых кислот, мг/кг почвы; СПФК- углерод подвижных фульвокислот, мг/кг почвы; СГ - степень гумификации подвижных гумусовых веществ, %.
благодаря росту количества подвижных фульвокислот на 398 мг/кг почвы при снижении содержания подвижных гуминовых кислот на 262 мг/кг почвы, в варианте с биопрепаратами - в результате увеличения количества более зрелых, по сравнению с фульвокислотами, подвижных гуминовых кислот на 236 мг/ кг почвы. При обработке соломы ячменя биопрепаратами в процессе разложения растительных остатков отмечена тенденция к увеличению степени гумификации подвижных гумусовых веществ в пахотном слое почвы, по сравнению с контролем и вариантом с внесением азота. Коэффициент гумификации подвижных гумусовых веществ в пахотном слое почвы при использовании биопрепаратов составил 44 %, в контроле и варианте с N - соответственно 40 % и 38 %.
В контроле и в варианте с внесением совместно с соломой ячменя азотных минеральных удобрений в пахотном слое почвы отмечено значимое снижение содержания подвижных гуминовых кислот и незначительное повышение подвижных фульвокислот.
Отношение Спгк:Спфк в подвижных гумусовых веществах, характеризующее их качество, на поле ячменя в варианте с биопрепаратами было в 1,16 раз больше, чем в контроле. Это происходит потому, что процесс минерализации и гумификации растительных остатков ячменя в почве до гуминовых кислот под влиянием биопрепаратов проходит более интенсивно. Скорость разложения растительных остатков в пахотном слое в варианте с биопрепаратами составляла 0,0031 сутки-1, в контроле - 0,0010 сутки-1, в варианте с N - 0,0018 сутки-1 (см. рисунок). B.M. Peterson at al. [14] показал, что константы скорости минерализации (разложения) корней разных культур изменялись от 0,06.0,25 сутки-1 в быстро разлагаемом пуле до 0,0012.
0,0019 сутки-1 в медленноразлагаемом пуле, наземной массы - соответственно от 0,013.0,16 сутки-1 до 0,0012.0,0065 сутки-1. В результате наших исследований установлена прямая средняя корреляционная зависимость между скоростью разложения растительных остатков в пахотном слое почвы и соотношением Спгк:Спфк (г = 0,70).
Через 39 суток после заделки стеблей подсолнечника в почву поля 2 происходило увеличение СПГВ в слое 0.10 см во всех вариантах опыта. Использование биопрепаратов обеспечивало тенденцию к большему росту содержания подвижных гумусовых веществ, по сравнению с контролем и вариантом с минеральным азотом, в которых оно было связано с увеличением количества Спфк, тогда как при внесении биопрепаратов - с повышением содержания обеих фракций гуминовых кислот. Степень гумификации подвижных гумусовых веществ по вариантам различалась незначительно. Отмечена некоторая тенденция к росту величины показателя качества подвижных гумусовых веществ при использовании биопрепаратов, по сравнению с контролем и вариантом с N.
В слое почвы 10.20 см за этот период отмечено снижение содержания подвижных гумусовых веществ в контроле и варианте с биопрепаратами, а при внесением N совместно с растительными остатками - некоторое увеличение.
На поле с подсолнечником после частичного разложения его стеблей и пожнивно-корневых остатков не выявлено установленной на поле ячменя закономерности увеличения степени гумификации подвижных гумусовых веществ, а только тенденция к некоторому улучшению их качества. Это, возможно, связано с тем, что продолжительность периода разложения растительных остатков подсолнечника была на 16 суток
х
Я
О
ц
м га
а j
ь и о a
о *
О
0,012
0,01
* 0,008 Si
о
и" 0,006
о *
п
н 0,004 о
0,002
Ячмень, 2018
Подсолнечник, 2018
Гречиха, 2019 Ячмень,2019
Рисунок. Скорость разложения растительных, остатков (побочная продукция + пожнивно-корневые остатки) в черноземе типичном слабоэродированном в слое 0...20 см: I — контроль — растительные остатки; ■ — растительные остатки + N; ■ — растительные остатки + биопрепараты.
меньше, чем у ячменя, и процесс (минерализация + гумификация) еще не дошел до стадии, когда происходит накопление подвижных гуминовых кислот в составе подвижных гумусовых веществ. Однако в варианте с биопрепаратами отмечена большая скорость разложения растительных остатков (см. рисунок) и тенденция к увеличению содержания в почве в начале октября Спгв, Спгк и Спфк, по сравнению с контролем. Скорость разложения растительных остатков подсолнечника в пахотном слое почвы при использовании биопрепаратов составляла 0,0040 сутки-1, в контроле - 0,0010 сутки-1, в варианте с N - 0,0036 сутки-1. То есть биопрепараты даже в засушливых условиях способствуют улучшению процессов разложения органических веществ в почве. К варианту с внесением совместно с растительными остатками N это относится в меньшей степени. Установлена средняя корреляционная связь между скоростью разложения растительных остатков подсолнечника в пахотном слое почвы и соотношением Спгк:Спфк (г =0,60).
В 2019 г на поле 1 через 55 дней после заделки в почву соломы гречихи, обработанной биопрепаратами, отмечена тенденция к повышению содержания подвижных гумусовых веществ в слое 0.10 см на 89 мг/кг почвы. При этом происходило значимое увеличение подвижных гуминовых кислот на 260 мг/кг почвы, и было выявлено повышение степени гумификации подвижных гумусовых веществ, которая составила 54 %, против 50 % и 44 % соответственно в контроле и варианте с внесением N в рассматриваемом слое почвы которых за указанный период отмечено снижение содержания подвижных гумусовых веществ на 392 и 196 мг/кг
В слое почвы 10.20 см за этот период произошло снижение содержания подвижных гумусовых веществ в контроле на 158 мг/кг в варианте с биопрепаратами - на 216 мг/кг а при внесении N совместно с растительными остатками оно увеличилось на 216 мг/кг. Через 55 дней после заделки соломы гречихи, обработанной биопрепаратами, содержание подвижных гумусовых веществ в пахотном слое достигло 4458 мг/кг что было выше, чем в контроле, на 358 мг/кг а по сравнению с вариантом с N - на 334 мг/кг
Внесение биопрепаратов с соломой гречихи способствовало увеличению количества подвижных гуминовых кислот в пахотном слое почвы, а использование азота совместно с растительными остатками -подвижных фульвокислот при уменьшении содержания гуминовых кислот. В варианте с биопрепаратами стевень гумификации оодвижных гумусовых веществ в пахотном! слое почвы составляла 53 %, Спгк:Спфк - 1,15, в контроле - соответственно 50 % и 1,0,
при использовании N - 43 % и 0,75. Таким образом, внесение биопрепаратов с растительными остатками гречихи обеспечивало увеличение степени гумификации подвижных гумусовых веществ в пахотном слое и улучшение их качества, по сравнению как с контролем, так и с вариантом с N.
Скорость разложения растительных остатков гречихи в пахотном слое почвы в варианте с биопрепаратами составляла 0,0106 сутки-1, в контроле - 0,0084 сутки-1, варианте с азотом - 0,0095 сутки-1 (см. рисунок). Установлена тесная корреляционная связь между скоростью разложения растительных остатков гречихи в пахотном слое почвы и содержанием подвижных гумусовых веществ (г = 0,88).
На поле 2 через 70 дней после заделки в почву соломы ячменя в варианте с биопрепаратами отмечено уменьшение содержания подвижных гумусовых веществ в слое 0.10 см на 148 мг/кг вследствие резкого снижения количества подвижных фульвокислот при увеличении содержания подвижных гуминовых кислот. В контроле количество подвижных гумусовых веществ в этом слое почвы снизилось на 333 мг/кг почвы в результате уменьшения содержания подвижных фульвокислот (табл. 2). В варианте с N произошло увеличение количества подвижных гумусовых веществ на 275 мг/кг почвы из-за повышения содержания подвижных фульвокислот и подвижных гуминовых кислот В слое почвы 10.20 см, наоборот, в контроле и варианте с биопрепаратами содержания подвижных гумусовых веществ возрастало, а в варианте с N - уменьшалось.
После разложения соломы ячменя в пахотном слое почвы самое высокое содержание подвижных гумусовых веществ установлено в варианте с биопрепаратами (3565 мг/кг почвы),
наименьшее - в контроле (3344 мг/кг почвы), с наибольшей их концентрацией в обоих случаях в слое 10.20 см. При этом в варианте с биопрепаратами отмечено максимальное в опыте количество подвижных гуминовых кислот -1608 мг/кг почвы, что на 390 и 360 мг/ кг почвы больше, чем соответственно в контроле и при использовании азота. Степень гумификации подвижных гумусовых веществ в варианте с биопрепаратами в пахотном слое почвы составляла 45 %, что на 8 и 9 % выше, чем в контроле и в варианте с N соответственно. Отношение Спгк:Спфк в пахотном слое почвы при использовании биопрепаратов находилось на уровне 0,82, что в 1,4 и 1,5 раза больше, чем соответственно в контроле и варианте с N. Таким образом, при внесении биопрепаратов с соломой ячменя в пахотном слое выявлено увеличение содержания Спгк и степени гумификации подвижных гумусовых веществ, а также улучшение их качества, по сравнению как с контролем, так и с вариантом с внесением совместно с растительными остатками минерального азота.
Скорость разложения растительных остатков ячменя в пахотном слое почвы в варианте с биопрепаратами составляла 0,0076сутки-1, в контроле - 0,0063сутки-1, при использовании азота - 0,0070 сутки-1 (см. рисунок). Установлена очень тесная прямая корреляционная связь между скоростью разложения растительных остатков ячменя в пахотном слое почвы и содержанием подвижных гумусовых веществ (г = 0,98), подвижных гуминовых кислот (г = 0,88), соотношением Спгк:Спфк (г = 0,82).
Во все годы исследований под всеми культурами наибольшую скорость разложения растительных остатков отмечали при обработке их биопрепаратами (см. рисунок). В 2018 г процесс происходил в более засушливых условиях, чем
в 2019 г Поэтому и скорости разложения растительных остатков ячменя, возделываемого в 2018 г, в контроле были меньше, чем в 2019 г, в 7,0 раз, в варианте с минеральным азотом - в 4,1 раза, при использовании биопрепаратов - в 2,4 раза. Следовательно, внесение N и, особенно, биопрепаратов препятствует снижению скорости разложения растительных остатков в засушливых условиях.
Таким образом, обработка растительных остатков ячменя и гречихи биопрепаратами (Грибофит 5 л/га + Имуназот 3 л/га) и заделка их в почву (чернозем типичный слабоэродирован-ный) способствует увеличению степени гумификации подвижных гумусовых веществ и улучшению их качества, а также повышению скорости разложения растительных остатков, по сравнению с контролем и вариантом с внесением растительных остатков совместно с N. Использование минерального азота также ускоряет разложение растительных остатков, однако в меньшей степени, чем биопрепараты. Выявленные закономерности сохраняются в разные по степени засушливости годы. При применении биопрепаратов на подсолнечнике в очень засушливый год выявлена только тенденция к увеличению содержания подвижных гумусовых веществ и улучшению их качества, по сравнению с контролем и вариантом с N.
Между содержанием и составом подвижных гумусовых веществ и скоростью разложения растительных остатков гречихи и ячменя в пахотном слое почвы установлена прямая корреляционная связь, изменяющаяся от очень тесной и тесной в благоприятных гидротермических условиях в 2019 г до средней в засушливых условиях 2018 г
Полученные результаты имеют важное значение для разработки инновационных путей оптимизации содержания,
2. Содержание и состав подвижных гумусовых веществ в черноземе типичном слабосмытом в опыте
с биопрепаратами в 2019 г.
Вариант Слой, До заделки растительных остатков После разложения растительных остатков
см С * СПГВ СПГК С ПФК СГ пгв С С ПГК ПФК СПГВ СПГК С ПФК СГ пгв С С ПГК ПФК
1 0. 10 4595±184 2111±84 2484±99 Гречиха (поле 1) 46 0,80 4203±168 2116±85 2087±83 50 1,00
10. 20 4154±166 2155±65 1998±60 52 1,10 3996±160 2038±61 1959±59 51 1,00
0. 20 4375±175 2133±74 2241±79 49 0,95 4100±164 2077±73 2023±71 51 1,00
2 0. 10 4232±169 2170±87 2062±82 51 1,10 4036±161 1787±71 2249±90 44 0,80
10. 20 3996±160 1684±50 2312±69 42 0,70 4212±168 1792±72 2420±73 43 0,70
0. 20 4114±164 1927±69 2187±76 47 0,90 4124±165 1790±71 2335±81 43 0,75
3 0. 10 4438±177 2165±87 2273±91 49 1,00 4527±181 2425±97 2101±84 54 1,20
10. 20 4605±184 2273±68 2332±70 49 1,00 4389±175 2332±70 2057±62 53 1,10
0. 20 4522±181 2219±78 2303±80 49 1,00 4458±178 2379±83 2079±73 53 1,15
ячмень(поле 2)
1 0. 10 3510±105 1164±46 2347±47 33 0,50 3177±95 1227±49 1949±39 39 0,63
10. 20 3393±137 1213±48 2180±65 36 0,56 3510±140 1208±48 2303±69 34 0,52
0. 20 3452±121 1189±47 2264±56 34 0,53 3344±118 1218±48 2126±54 37 0,57
2 0. 10 3309±99 1183±47 2126±42 36 0,56 3584±107 1272±51 2312±46 35 0,55
10. 20 3677±147 1139±45 2538±46 31 0,45 3358±134 1223±49 2136±64 36 0,57
0. 20 3493±123 1161±46 2332±58 33 0,50 3471±120 1248±50 2224±55 36 0,56
3 0. 10 4075±122 1414±56 2661±53 35 0,53 3363±101 1659±66 1704±34 49 0,97
10. 20 3756±150 1262±50 2494±75 34 0,51 3766±151 1556±62 2209±66 41 0,70
0. 20 3916±136 1338±53 2578±64 0,34 0,52 3565±126 1608±64 1957±50 45 0,82
*условные обозначения см. в табл. 1.
состава и качества почвенного органического вещества в черноземах в целях сохранения и повышения их плодородия, продуктивности и рационального землепользования.
Литература.
1. Семенов В. М., Когут Б. М. Почвенное органическое вещество. Москва: ГЕОС, 2015. 233 с.
2. Русакова И. В. Влияние микробных препаратов и минерального азота на разложение соломы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 3-1.С. 107-111.
3. Богатырева Е. В. Эффективность со-ломоразлагающих биопрепаратов в зоне неустойчивого разложения Ставропольского края // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 9. С. 31-33.
4. Безлер Н. В., Черепухина И. В. Запашка соломы ячменя и продуктивность культур в зернопропашном севообороте // Земледелие. 2013. № 4. С. 11-13.
5. Survival and performance of two cellulose-degrading microbial systems inoculated into wheat straw-amended soil / P. Li, D. D. Zhang, X. J. Wang, et al. // Journal Microbblogy and Biotechnology. 2012. V. 22 (1). P. 126-132.
6. Esther O. J., Hong T X., Hui G. C. Influence of straw degrading microbial compound on wheat straw decomposition and soil biological properties // African Journal of Microbiology Research. 2013. V. 7(28). P.3597-3605.
7. 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. V. 135. P.213-221. doi.org/10.1016/j.soilbio.2019.05.001
8. Русакова И. В. Биопрепараты для разложения растительных остатков в агроэко-системах // Juvenis scientia. Биологические науки. 2018. № 9. C. 4-9. D0I:10.32415/ scientia.2018.09.01
9. Русакова И. В., Воробьев Н. И. Влияние биопрепарата Баркон на процесс гумификации соломы // Агрохимия. 2011. № 1. С. 48-55.
10. Аэробное целлюлозолитическое сообщество ассоциантов сфагнового мха Sphagnum fallax как основа в процессах деструкции пожнивных остатков / А. В. Щербаков, И. В. Русакова, О. В. Орлова и др. // Сельскохозяйственная биология. 2014. № 1. С.54-62.
11. Рекомендации для исследования баланса и трансформации органического вещества при сельскохозяйственном использовании и интенсивном окультуривании почв. М.: Почвенный институт им. В. В. Докучаева, 1984. 96 с.
12. Брескина Г. М., Чуян Н. А. Влияние приемов биологизации на урожайность сель-
О скохозяйственных культур // Земледелие. О 2020. № 3. С.30-33.
13. Гришина Л. А., Орлов Д. С. Система 0, показателей гумусного состояния почв // z Проблемы почвоведения. М.: Наука,1978.
ие С.42-47.
14. CN-SIM: a model for the turnover of
е
q soil organic matter. II. Short-term carbon and § nitrogen development / B. M. Petersen, L. 5 S. Jensen, S. Hansen, et al. // Soil Biology $ Biochemistry. 2005. V. 37. P. 375-393.
The effect of the treatment of crop residues with biopreparations on mobile humus substances of slightly eroded typical chernozem
N. P. Masyutenko, A. V. Kuznetsov, M. N. Masyutenko, M.A. Priputneva
Kursk Federal Agricultural Research Center, ul. Karla Marxa, 70b, Kursk, 305021, Russian Federation
Abstract. The purpose of the work was to determine the effect of treating crop residues with biological preparations and of the combined application of nitrogen mineral fertilizers and plant residues on the content and composition of mobile humus substances and the rate of decomposition of plant residues. The studies were carried out in2018-2019in two fields of a stationary field experiment in Kursk region. The soil was slightly eroded typical chernozem. The experiment design included the following treatments: crushed by-products (the control); crushed byproducts +N10 per 1 ton of by-products; crushed by-products+biological preparations (Gribophyt, 5 L/ha + Imunazot, 3 L/ha). In the first field, we cultivated barley (2018) and buckwheat (2019); in the second field, we grew sunflower (2018) and barley (2019). After the decomposition of the cereal straw treated with biological preparations and afterharvesting residues, the content of mobile humic acids, the degree of humification, and the quality of mobile humus substances (Csha: Csfa) were better than in the control and the variant with the application of plant residues together with nitrogen. And after the decomposition of sunflower stems treated with biological preparations, there was only a tendency to an increase in the content of mobile humus substances and improvement of their quality. Under the influence of biological preparations, the decomposition rate of the plant residues of the studied crops in the soil increased 1.2-4.0 times in comparison with the control. In 2019 it exceeded those in 2018, which was characterized by high aridity. A direct average correlation was established between the rate of the decomposition of plant residues of the studied crops in the arable soil layer in 2018 with the ratio of Csha to Csfa (r = 0.6-0.7). In 2019 we revealed close and very close correlation (r = 0.82-0.98) of decomposition rate with the content of mobile humus substances, mobile humic acids, the degree of humification, and the ratio Csha : Csfa.
Keywords: biological preparations; plant residues; nitrogen mineral fertilizers; mobile humus substances; humification degree; quality; decomposition rate; slightly eroded typical chernozem.
Author Details: N. P. Masyutenko, D. Sc. (Agr.), deputy director, chief research fellow (email: [email protected]);A. V. Kuznetsov, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; M. N. Masyutenko, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; M. A. Priputneva junior research fellow.
For citation: Masyutenko NP, Kuznetsov AV, Masyutenko MN, et al. [The effect of the treatment of crop residues with bioprepara-tions on mobile humus substances of slightly eroded typical chernozem]. Zemledelie. 2020. (5):14-8. Russian. doi: 10.24411/0044-39132020-10504.
doi: 10.24411/0044-3913-2020-10505 УДК 631.42: 631.45
Влияния видов удобрений на изменение физических свойств лугово-каштановой почвы Терско-Сулакской долины
С. А. ТЕЙМУРОВ, кандидат
сельскохозяйственных наук,
ведущий научный сотрудник (е-mail:
С. Н. ИМАШОВА, кандидат
биологических наук, старший
научный сотрудник
Т. Т. БАБАЕВ, кандидат
сельскохозяйственных наук,
старший научный сотрудник
Федеральный аграрный научный центр
Республики Дагестан,
ул. А. Шахбанова, 30, Научный городок,
Махачкала, 367014, Российская
Федерация
Исследования проводили с целью оценки влияния органических (сидераты, навоз, солома) и минеральных удобрений на агрофизические свойства почвы (плотность, структурность, аэрация, влажность) в условиях Терско-Сулакской равнины. Работу выполняли в двухфакторном полевом опыте в 2015-2019 гг. в двух севооборотных звеньях (озимая пшеница - кукуруза на зерно, озимая пшеница - сорго зерновое). После всходов яровых зерновых культур плотность почвы по сидератам была такой же, как и по навозу, а перед уборкой отмечено преимущество сидератов. Минимальная в опыте величина этого показателя отмечена в варианте с заделкой гороха посевного: в 1-ом звене севооборота под кукурузой на зерно в слое 0.10 см она была ниже, чем в варианте без удобрений, на 0,11.0,13 г/см3; в слое 10.20 см - на 0,10.0,13 и в слое 20.30 см - на 0,06. 0,08 г/см3; во 2-ом звене севооборота (под сорго зерновым) - соответственно слоям на 0,02. 0,07; 0,07. 0,08 и 0,06. 0,08 г/см3. Влажность почвы перед запашкой сидератов зависела от того, какую зеленую массууспели сформировать культуры. Наименьшие величины этих показателей отмечали после рапса ярового. Оструктуренность почвы в первом и втором севооборотных звеньях в среднем за 4 года несколько изменялась (+0,27ед.) благодаря положительному воздействию корней сидеральных культур, которое значительно усиливалось при заделке их надземной массы на зеленное удобрение и способствовало повышению водопрочности структуры От-
