CC BY
21
СВОЙСТВА ПОЧВ И ИХ ПЛОДОРОДИЕ s
УДК 631.95+631.452:631.445.4:631.82 DOI 10.24411/0235-2516-2018-10036
ВЛИЯНИЕ ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА СОСТОЯНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО
Н.Н. Шаповалова, Е.И. Годунова, д.с.-х.н., Е.А. Менькина, к.с.-х.н.
Северо-Кавказский федеральный НАЦ, e-mail: [email protected]
В длительном опыте, заложенном в 1975 г. на черноземе обыкновенном в условиях неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья, проведены исследования по определению взаимосвязи продуктивности севооборота с показателями плодородия почвы в течение 10 лет после прекращения применения минеральных удобрений. Удобрения вносили под каждую культуру севооборота в дозах от 30 до 150 кг д.в/га в течение 30 лет, что существенно изменило состояние плодородия почвы. Отрицательным результатом действия удобрений стало подкисление почвенного раствора и снижение содержания гумуса, положительным — улучшение условий минерального питания растений и почвенной микрофлоры. Это обеспечило увеличение численности основных физиологических групп микроорганизмов, преобразующих почвенный азот в агроценозах, изменение ферментативной активности почвы и увеличение среднегодовой продуктивности севооборота в период последействия на 13,7-32,0%. Самый высокий прирост продуктивности севооборота был достигнут на вариантах последействия полного минерального удобрения (N120P30-150К120), почва которых характеризовалась лучшими показателями экологического и агрохимического состояния. Продуктивность севооборота находилась в тесной прямой взаимосвязи с содержанием подвижных форм фосфора и калия, количеством микроорганизмов и активностью фермента каталазы (коэффициент корреляции r = 0,55-0,68).
Ключевые слова: удобрения, последействие, чернозем, агрохимические свойства, численность микроорганизмов, активность ферментов, продуктивность севооборота.
INFLUENCE OF FERTILIZERS APPLICATION AFTEREFFECT ON ECOLOGICAL AND AGROCHEMICAL STATE OF CHERNOZEM ORDINARY
N.N. Shapovalova, Dr. Sci. E.I. Godunova, Ph.D. E.A. Мепкта
The North Caucasus Federal Agricultural Research Centre, e-mail: [email protected]
In the long-lived experience put in 1975 on the chernozem ordinary in the conditions of unstable humidification of the Central Ciscaucasia researches carried out for the purpose of determination of interrelation of average annual productivity of a crop rotation with indexes of soil fertility within 10 years after phase-out of mineral fertilizers. Fertilizers brought under each culture of a crop rotation in doses from 30 to 150 kg/hectare of century within 30 years that essentially changedfertility condition ofsoil. Acidifying ofsoil solution and decrease in maintenance of a humus, positive - improvement of conditions of a mineral delivery ofplants and a soil microflora became the negative result of effect offertilizers. It provided increase in number of the basic physiological groups of the microorganisms transforming soil nitrogen in agrocoenosis, change of enzymatic activity of the soil and increase in average annual efficiency of a crop rotation in the period ofan after-action for 13.7-32.0%. The highest increase ofproductivity ofa crop rotation was reached on options of an after-action of the complete mineral fertilizer (N120P30-150K120) which soil was characterized by the best indexes of an ecological and agrochemical state. The productivity of a crop rotation was in close direct interrelation with the maintenance of the relative frame forms ofphosphorus and a potassium, quantity of microorganisms and activity of enzyme of a catalase (r = 0.55-0.68 coefficient of correlation).
Keywords: fertilizers, aftereffect, chernozem, agrochemical properties, the number of microorganisms, activity of enzymes, the productivity of the crop rotation.
Эффективность сельскохозяйственного производства зависит от плодородия почвы, состояние которого определяется, как естественными факторами, так и уровнем применения удобрений. Под действием минеральных удобрений не только улучшаются условия питания растений, но и изменяются свойства почвы, включая жизнедеятельность почвенной микрофлоры. Для функционирования микроорганизмов в конкретных почвенно-климатиче-ских условиях большое значение имеет химический состав, форма, доза, способ и кратность внесения удобрений. Исследователи [1, 2] отмечают изменение биогенности почвы при применении удобрений вследствие изменения пищевого режима, а также реакции, концентрации и осмотического давления почвенного раствора. Однако полученные результаты зачастую неоднозначны и свидетельствуют, как об активизации микробиологических процессов, так и об их ослаблении из-за возрастания токсических свойств почвы [3-6]. Микроорганизмы, являясь неотъемлемой частью почвы, обусловливают все протекающие в ней биохимические процессы [7]. При этом прямой пропорциональной зависимости между численностью микроорганизмов в почве и ее плодородием, часто не обнаруживается [8, 9]. Вследствие этого особый интерес представляют данные о взаимосвязи биологических параметров плодородия с агрохимическим состоянием почвы и продуктивностью агроценоза, которые позволяют дать эколого-биологическую оценку эффективности действия минеральных удобрений.
По мнению В.Г. Минеева [10], объективно оценить влияние удобрений на плодородие почвы можно лишь в длительных опытах, в которых отдельные варианты представляют своеобразную систему разных микроагроценозов, различающихся по характеру биологических процессов. Поэтому исследования, проведенные в опыте, в котором под влиянием длительного применения разных видов и доз минеральных удобрений был создан полигон с большим разнообразием агрохимических свойств, представляют большой научный и практический интерес.
Цель исследования - изучить влияние агрохимического состояния, численности эколого-трофиче-ских групп микроорганизмов, ферментативной активности чернозема обыкновенного на среднегодовую продуктивность севооборота в последействии длительного применения минеральных удобрений.
Объекты и методы исследования. Исследования выполнены в трехфакторном опыте, заложенном в 1975 г. в лаборатории агрохимии Ставропольского НИИСХ для изучения влияния систематического внесения высоких доз минеральных удобрений на плодородие почвы, урожайность сельскохозяйственных культур, и качество продукции. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный мощ-
ный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках. Перед закладкой опыта слой почвы 0-20 см характеризовался низкой обеспеченностью подвижными формами фосфора и калия -12,9 и 184 мг/кг (по Мачигину), средним содержанием гумуса - 4,30% (по Тюрину) и слабощелочной реакцией среды - pHшo 7,3 (ГОСТ 26423-85).
Схема опыта предусматривала внесение удобрений в возрастающих дозах, как отдельно, так и на фоне двух других элементов питания - по 120 кг/га д.в. каждого. Удобрения применяли ежегодно перед посевом в течение 30 лет (пять ротаций севооборота), исключая паровые поля и три года перестроечного периода со сложной экономической ситуацией. Калийное удобрение вносили только в течение первых трех ротаций севооборота. Таким образом, с 1975 по 2007 г. в опыте было проведено 21-кратное наложение азотного и фосфорного и 15-кратное калийного удобрения. По вариантам опыта суммарно было внесено 630-3780 кг/га азота, 630-3780 кг/га фосфора и 450-2700 кг/га калия. В качестве удобрений использовали аммиачную селитру, суперфосфат и 40% калийную соль. С 2006-2008 гг. применение удобрений в опыте было прекращено. В 2015 и 2017 гг. получены данные по продуктивности гороха в десятый год последействия.
Исследования проводили в шестипольном севообороте, который в течение первых трех ротаций имел следующее чередование культур: 1. Чистый пар; 2. Озимая пшеница; 3. Озимая пшеница; 4. Кукуруза на силос; 5. Озимая пшеница; 6. Овес (яровой ячмень). В IV ротации вместо чистого пара возделы-вался эспарцет, вместо кукурузы - чистый пар. В V ротации первое поле севооборота занимал чистый пар, четвертое - сидеральный пар.
В течение пяти ротаций севооборота опытное поле паровало 6 раз, озимую пшеницу высевали 15 раз, кукурузу - 3, яровой ячмень - 3, овес - 2, эспарцет - 1 раз. В период последействия удобрений культуры чередовались следующим образом: 1. Чистый пар; 2. Озимая пшеница; 3. Озимый ячмень; 4. Соя; 5. Яровой ячмень; 6. Лен; 7. Озимая пшеница; 8. Чистый пар; 9. Озимая пшеница; 10. Горох.
Опыт изначально проводили на трех полях, последовательно закладываемых во времени с интервалом в один год. К началу изучения последействия в опыте сохранились лишь две временные повторно-сти. Площадь опытной делянки составляет 75 м2, учетной - 22 м2. Повторность вариантов на каждом поле - четырехкратная.
По завершении 10 лет последействия удобрений проведен отбор почвенных проб из слоя 0-20 см для определения содержания общего гумуса по И.В. Тюрину; подвижного фосфора и калия в 1% углеаммо-нийной вытяжке по Мачигину и pHн2o по ГОСТ 26423-85. С помощью метода подсчета колоний на
плотной питательной среде выявляли микроорганизмы, использующие органические формы азота (мясопептонный агар) и микроорганизмы, способные использовать минеральные формы азота, в том числе актиномицеты (среда Чапека) [11]. Активность почвенных ферментов (каталаза, уреаза, фос-фатаза) изучали методами, изложенными в работе Ф.Х. Хазиева [12]. Учет урожая проведен с помощью малогабаритного комбайна Сампо-130. Статистическая обработка данных выполнена с использованием пакета программ Statistica 10.0.
Результаты. Длительное применение удобрений привело к существенному изменению агрохимических показателей плодородия почвы, которое наблюдалось и через 10 лет после прекращения внесения удобрений. Прежде всего произошло подкис-ление почвенного раствора, и почва из слабощелочной перешла в категорию нейтральной. В наибольшей степени значения рН уменьшились при внесении азота, особенно при совместном использовании с другими видами удобрений. Между повышением кислотности почвы и дозой удобрения наблюдалась прямая зависимость. В последействии эти варианты также характеризовались более низкими значениями реакции среды в сравнении с контролем и отдельным применением фосфора (Р30-150).
За 30-летний период сельскохозяйственного использования чернозема без применения удобрений в слое 0-20 см была утрачена пятая часть от исходного количества гумуса - 0,92%. Положительное влияние удобрений на гумусовое состояние определялось меньшими его потерями в сравнении с контролем. В наибольшей степени уменьшению потерь гумуса способствовало внесение повышенных доз фосфорного и полного минерального удобрений, когда формировался более высокий урожай культур с накоплением большого количества корневых и пожнивных остатков. После прекращения внесения удобрений процесс дегумификации почвы продолжился, но и через 10 лет наиболее высокое содержание гумуса было отмечено на вариантах последействия
полного минерального удобрения, на которых оно было выше контроля на 13,1-19,2 относительных процентов. Такое существенное уменьшение количества гумуса связано с многолетним использованием чистого пара и высокой насыщенностью севооборота зерновыми культурами, а также с вывозом с поля побочной продукции для нужд животноводства, что создало отрицательный баланс элементов питания в почве. Так, уровень компенсации азота и калия в балансе, рассчитанном в сумме за 30 лет действия и 5 лет последействия, даже при использовании высоких доз этих элементов, не превышал 75 и 45,35-49,9% соответственно. По фосфору положительный баланс был достигнут лишь при систематическом внесении 90 кг/га Р2О5. В этом случае его интенсивность составила 113,6-125,6% [13].
Обеспеченность пахотного слоя подвижными формами фосфора и калия определялась количеством внесенного ранее одноименного удобрения. Систематическое применение фосфорного удобрения привело к значительному накоплению остаточных фосфатов в почве. В сравнении с контролем количество подвижных форм при отдельном внесении фосфора увеличилось на 133-406% и на фоне N120^20 - на 106-339% (табл. 1). В зависимости от дозы степень обеспеченности почвы фосфором возросла с низкой до повышенной, высокой и очень высокой. Улучшение фосфатного режима наблюдалось и при внесении азотного удобрения, которое способствовало повышению подвижности слаборастворимых соединений фосфора почвы в результате их кислотного гидролиза. За 10 лет последействия удобрений убыль содержания остаточных фосфатов в слое 0-20 см составила в среднем за год 1,2-3,0 мг/кг. Более высокое содержание остаточных фосфатов отмечалось при отдельном внесении фосфора из-за меньшего выноса его с урожаем культур.
На момент прекращения внесения удобрений на всех вариантах опыта отмечалось снижение содержания подвижного калия относительно контроля на 8,021,5%. К наиболее заметным изменениям в калийном
1. Агрохимические показатели почвы в слое 0-20 см после 30 лет действия _и 10 лет последействия удобрений_
Вариант рНН2О Гумус, % Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг
действие последействие действие последействие действие последействие действие последействие
Исходное 7,3 4,30 12,9 184
Контроль 7,03 7,07 3,38 2,97 18,0 16,9 237 213
N30 6,92 6,86 3,63 3,09 21,4 20,3 219 212
N90 6,61 6,66 3,61 3,07 23,4 26,5 219 221
N150 6,64 6,61 3,48 2,92 23,9 24,0 215 212
Р30 7,00 7,04 3,53 3,22 42,3 26,3 195 203
Р90 6,82 7,01 3,73 3,08 66,8 50,3 197 218
Р150 6,78 7,00 3,84 3,06 90,8 59,7 190 219
Р30 + N120^20 6,61 7,01 3,84 3,54 37,2 23,9 218 259
Р90 + N120^20 6,64 6,82 3,76 3,37 65,5 36,9 208 249
Р150 + N120^20 6,53 6,75 3,82 3,36 79,2 47,9 205 244
НСР05 0,17 0,11 0,17 0,16 10,7 5,5 28 36
2. Последействие минеральных удобрений на численность микроорганизмов
в черноземе обыкновенном, тыс. КОЕ/1 г почвы
Вариант Микроорганизмы, трансфо рмирующие соединения азота почвы Кмин.
протеолитические (органические) амилолитические (минеральные) сумма
Контроль 621 828 1449 1,33
N30 1113 1350 2463 1,21
N90 792 1061 1853 1,34
N150 970 1413 2383 1,46
Р30 600 946 1546 1,58
Р90 660 1237 1897 1,87
Р150 1368 1205 2573 0,88
Р30 + N120^20 6900 6525 13425 0,95
Р90 + N120^20 9753 9523 19276 0,98
Р150 + N120^20 14228 17270 31498 1,21
НСР05 2381,5 1621,4 -
ном режиме почвы привело длительное внесение одного фосфорного удобрения. Отклонение составило 14,8-21,5%. Через 10 лет последействия в вариантах опыта, на которых калийное удобрение не применяли, содержание К2О соответствовало уровню контроля, а в вариантах с внесением калия в виде фона количество подвижных форм превышало контроль на 5,2-19,9%. Несмотря на то, что внесение калийного удобрения было прекращено намного раньше, чем азотного и фосфорного (по окончании 3-ей ротации севооборота), калий удобрений, фиксированный почвой, легче восполнял подвижные формы, т.е. оставался более доступным растениям, чем унаследованный от материнской породы.
Наиболее чутким индикатором изменения экологического состояния чернозема служит почвенная микрофлора. При этом важную роль играют микроорганизмы, участвующие в трансформации соединений азота в почве. Самая низкая численность микробного пула (сумма протеолитических и амилоли-тических микроорганизмов) отмечена в контроле и в последействии отдельного внесения как азотного, так и фосфорного удобрений. Результатом последействия полного минерального удобрения, напротив, стало достоверное увеличение численности обеих групп микроорганизмов относительно контроля в 9,3-21,7 раза (табл. 2). С увеличением дозы фосфора в составе №К в 3 и 5 раз, их сумма возросла в 1,4 и 2,3 раза соответственно. Численность микроорганизмов, использующих минеральный азот, была близкой или немного превосходила количество бактерий, трансформирующих органические формы азота. Это свидетельствует о практически равной скорости протекания иммобилизационных и мобилизационных процессов в почве или несколько более интенсивном проявлении процесса мобилизации азота почвы.
Активность минерализационных процессов характеризует коэффициент минерализации (Кмин.), представляющий собой соотношение амилолитиче-ской и протеолитической групп микроорганизмов.
Низкая (Кмин. = 0,88-0,98) степень минерализации отмечена в последействии Р150 и N12^30-90^20, в остальных вариантах она была средней - в пределах 1,211,87. Одностороннее внесение питательных элементов в почве снижало активность микробиологических процессов, связанных с трансформацией соединений азота в почве, а наиболее высокая биологическая активность почвы отмечается при создании сбалансированного пищевого режима, т.е. в последействии полного минерального удобрения.
Микроорганизмы выделяют ферменты, которые катализируют биохимические реакции превращения питательных элементов почвы и удобрений. Определение активности почвенных ферментов позволяет выявить степень влияния удобрений на биологические процессы и дает возможность судить о скорости мобилизации основных органогенных элементов питания для растений без привлечения микробиологических методов. Специфичность действия ферментов выражается в том, что каждый фермент действует лишь на определенное вещество, или на определенный тип химической связи в молекуле. Уреаза, вызывая гидролитическое расщепление связи между азотом и углеродом в молекулах органических веществ, способствует разложению растительных остатков и удобрений с образованием аммиака и углекислоты. В наших исследованиях активность этого фермента достоверно увеличивалась относительно контроля в вариантах последействия отдельного внесения азотного удобрения - на 0,70,9 мг КЫШ / 1 г / 1 ч. Несмотря на это, по уреазной активности чернозем обыкновенный характеризовался как очень бедный (табл. 3) [1].
Чернозем обыкновенный имеет среднюю степень обогащенности фосфатазой, катализирующей гидролиз фосфорорганических соединений почвы. Активность этого фермента нередко находится в обратной зависимости от обеспеченности растений подвижным фосфором. Наименьшая (3,7-4,1 мг Р2О5 / 10 г / 1 ч) активность фосфатазы отмечена в последействии одного фосфорного удобрения и повышен-
3. Активность почвенных ферментов
Вариант Каталаза, мл 0,1н КМпО4 /1 г /20 мин Уреаза, мг ]]ЧН4 / 1 г / 1 ч Фосфатаза, мг Р2О5 / 10 г / 1 ч
активность ± к контролю активность ± к контролю активность ± к контролю
Контроль 1,4 1,4 3,5
N30 1,3 -0,1 2,2 0,8 6,5 3,0
N90 1,8 0,4 2,1 0,7 6,6 3,1
N150 1,2 -0,2 2,3 0,9 4,5 1,0
Р30 1,6 0,2 1,4 0 4,1 0,6
Р90 1,5 0,1 1,8 0,4 4,0 0,5
Р150 1,6 0,2 1,7 0,3 3,7 0,2
Р30 + N120^20 2,3 0,9 1,5 0,1 8,6 5,1
Р90 + N120^20 2,0 0,6 1,6 0,2 9,6 6,1
Р150 + N120^20 1,8 0,4 1,8 0,4 9,4 5,9
НСР05 0,77 0,65 3,19
ная (4,5-6,5 мг Р2О5 /10 г / 1 ч) - в последействии отдельного внесения азота. Вместе с тем, наиболее высокие значения этого показателя наблюдались на вариантах с внесением фосфора в составе №К (выше контроля в 2,5-2,7 раза). Это, по-видимому, связано с высокой численностью микроорганизмов, участвующих в трансформации азота органических соединений, поскольку именно клетки почвенных микробов преимущественно являются продуцентами фосфатаз, а также в результате значительного количества растительных остатков, используемых в качестве субстрата.
В результате активирующего действия каталазы происходит расщепление ядовитой перекиси водорода, образующейся в процессе дыхания живых организмов, на воду и молекулярный кислород. Особенность этого фермента заключается в том, что его активность имеет обратную зависимость от влажности почв и прямую - от температуры. Большое положительное влияние на каталазную активность почвы оказывает растительность с мощной глубоко проникающей корневой системой. В нашем опыте отмечено достоверное увеличение каталазной активности почвы на вариантах последействия КРК с самой высокой продуктивностью возделываемых культур и численностью почвенной микрофлоры. При этом сама почва характеризовалась низкой активностью каталазы.
По завершении 10 лет последействия удобрений численность микроорганизмов, участвующих в
трансформации соединений азота в почве, находилась в сильной прямой взаимосвязи только с содержанием подвижного калия в почве (г = 0,84 и г = 0,83). Достоверной связи с другими показателями агрохимического состояния чернозема не установлено (табл. 4). Обнаружена также взаимозависимость средней силы численности протеолитической микрофлоры с активностью почвенных ферментов каталазы и фосфатазы, которые, по-видимому, ею и продуцировались (г = 0,57 и г = 0,58).
Суммарным показателем плодородия почвы служит ее продуктивность. За 10 лет изучения последействия длительного применения удобрений наибольший среднегодовой прирост продуктивности севооборота получен на вариантах внесения №К - 28,4-32,0% к контролю (табл. 5). Данные аг-роценозы характеризовались самым высоким содержанием гумуса (3,36-3,54%), нейтральной или близкой к ней реакцией почвенного раствора (рН 6,87,0), повышенным количеством подвижных форм фосфора и калия (Р2О5 24-48 и К2О 244-259 мг/кг), самой высокой численностью микроорганизмов, трансформирующих соединения азота в почве, фос-фатазной и каталазной активностью. Это свидетельствует о благоприятном эколого-агрохимическом состоянии чернозема после длительного (30 лет) периода систематического применения высоких доз минеральных удобрений.
В течение 10-летнего периода отмечена практически равная отзывчивость культур на последействие
4. Взаимосвязь численности микроорганизмов, трансформирующих соединения азота почвы, с параметрами плодородия в слое 0-20 см
Независимая переменная (х) Численность микроорганизмов, тыс. КОЕ/1 г почвы
протеолитические (у) амилолитические (у)
коэффициент корреляции (г) критерий достоверности ^ при ^95 = 2,20 коэффициент корреляции (г) критерий достоверности ^ при ^95 = 2,20
рН -0,38 -1,42 -0,39 -1,47
Гумус, % 0,22 0,79 0,13 0,45
Р2О5, мг/кг 0,38 1,44 0,43 1,64
К2О, мг/кг 0,84 5,36 0,83 5,09
Каталаза 0,57 2,41 0,50 2,03
Уреаза -0,36 -1,33 -0,39 -1,46
Фосфатаза 0,58 2,49 0,51 2,06
5. Среднегодовая продуктивность севооборота (2007-2017 гг. , т/га зерн.ед.
Вариант Среднегодовая продуктивность При рост Доля удобрений в урожае, %
т/га %
Контроль 2,78
N30 3,16 0,38 13,7 12,0
N90 3,37 0,59 21,2 17,5
N150 3,47 0,69 24,8 19,9
Р30 3,32 0,54 19,4 16,3
Р90 3,38 0,60 21,6 17,8
Р150 3,51 0,73 26,3 20,8
^20Р30^20 3,57 0,79 28,4 22,1
^20Р90^20 3,57 0,79 28,4 22,1
^20Р150КШ 3,67 0,89 32,0 24,3
6. Взаимосвязь среднегодовой продуктивности севооборота со свойствами почвы _в последействии длительного применения удобрений_
Независимая переменная (х) Коэффициент корреляции (г) Критерий достоверности 1г при ^95 = 2,20 Уравнение регрессии Критерий существенности Гфакт при Го95 = 8,7
Р2О5, мг/кг 0,66 3,04 Y = 29,096 + 0,1384Х 9,23
К2О, мг/кг 0,67 3,09 Y = 12,754 + 0,0912Х 9,56
Каталаза 0,55 2,30 - 5,27
Протеолитические микроорганизмы 0,68 3,18 Y = 32,0574 + 0,0004Х 10,12
Амилолитические микроорганизмы 0,67 3,15 Y = 32,0221 + 0,00035Х 9,95
как азотного, так и фосфорного удобрений, применяемых в повышенных дозах 90-150 кг/га. Доля участия остаточного фосфора и иммобилизованного азота удобрений в урожае составила 17,8-20,8 и 17,5-19,9% соответственно. В вариантах последействия азота среднегодовой прирост сбора зерновых единиц был достигнут за счет увеличения активности минерализационных процессов в почве, включая активность почвенных ферментов - уреазы и фосфатазы, и составил 0,38-0,69 т/га к контролю.
В период последействия наибольшую степень влияния на среднегодовую продуктивность севооборота оказало содержание подвижных форм фосфора и калия, а также численность микроорганизмов, участвующих в трансформации азотных соединений почвы. Согласно критериям достоверности на 5% уровне значимости отмеченная взаимосвязь была сильной, положительной и достоверной с коэффициентами корреляции 0,66-0,68. При этом среднегодовая продуктивность, рассчитанная по уравнениям регрессии, имела высокую степень сходимости с ее фактическими значениями (табл. 6). Достоверная взаимосвязь, но уже средней силы, была установлена также и с активностью почвенного фермента каталазы (г = 0,55), снижающего токсическое действие перекиси водорода, выделяемой при дыхании возрастающей биомассой агроценоза.
Таким образом, систематическое применение минеральных удобрений в течение 30 лет оказало существенное влияние на агрохимическое состо-
яние чернозема обыкновенного, что создало оптимальные условия для питания растений в течение 10 лет последействия и обеспечило среднегодовой прирост сбора зерновых единиц. Наиболее высокий прирост продуктивности севооборота получен на вариантах последействия полного минерального удобрения (Мг2оРзо-15оКг2о), почва которых характеризовалась лучшими показателями экологического и агрохимического состояния. Продуктивность севооборота находилась в тесной прямой взаимосвязи с содержанием подвижных форм фосфора и калия, численностью микроорганизмов, участвующих в трансформации азотных соединений почвы, и активностью фермента каталазы (г = 0,55-0,68). В последействии полного минерального удобрения отмечена самая высокая численность микроорганизмов, участвующих в трансформации соединений азота в почве, которая превосходила контроль в 9,3-21,7 раза и зависела от содержания подвижного калия в почве (г = 0,83-0,84). Установлена также взаимосвязь численности протеолитической микрофлоры с активностью почвенных ферментов ка-талазы и фосфатазы (г = 0,57и г = 0,58). Полученные результаты свидетельствуют о том, что только применение полного минерального удобрения создает наиболее благоприятные почвенные условия для формирования высокой продуктивности сельскохозяйственных культур в период последействия.
Литература
1. Джанаев З.Г. Агрохимия и биология почв юга России / Под ред. академика РАСХН В.Г. Минеева. - М.: Изд-во МГУ, 2008. - 528 с.
2. Цховребов В.С., Есаулко А.Н., Новиков А.А. Современные проблемы плодородия почв Ставрополья // Агрохимический вестник, 2017, № 4. - С. 3-7.
3. Зинченко М.К., Стоянова Л.Г., Щукин И.М. Количественная оценка микробного сообщества, трансформирующего соединения азота, в агроценозах серой лесной почвы // Достижения науки и техники АПК, 2013, № 4. - С. 17-19.
4. Мерзлая Г.Е. Биологические факторы в системах удобрения // Агрохимия, 2017, № 10. - С. 24-36.
5. Щербаков А.П., Дудкина А.Г., Кузнецова Г.И. Влияние удобрений на биологическую активность выщелоченного чернозема / Проблемы почвоведения, агрохимии и мелиорации почв. - Воронеж: Воронежское отделение ВОП РАН, 1973. - С. 163-171.
6. Петрова Л.Н., Менькина Е.А. Биологическая активность почв на разных таксонах агроландшафта байрачных лесостепей Ставропольской возвышенности / Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям Тезисы докладов Всероссийской конференции, посвященной 75-летию Почвенного института им. В.В. Докучаева. - М., 2002. - С. 242-243.
7. Вернадский В.И. Об участии живого вещества в создании почв / Труды по биогеохимии и геохимии почв. - М.: Наука, 1992. - С. 282-301.
8. Петербургский А.В. Корневое питание растений. - М.: Сельхозгиз, 1957. - 161с.
9. Менькина Е.А. Микробиологическая активность чернозема обыкновенного разного сельскохозяйственного назначения // Известия Оренбургского ГАУ, 2017, № 4 (66). - С. 203-206.
10. Минеев В.Г. Развитие фундаментальных исследований по эколого-функциональной роли агрохимии в агроце-нозе / Развитие почвенно-экологических исследований. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - С. 9-20.
11. Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д.Г. Звягинцева. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 304 с.
12. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв / Методическое пособие. - М.: Наука, 1976. - 180 с.
13. Шустикова Е.П., Шаповалова Н.Н. Действие и последействие длительного внесения минеральных удобрений на продуктивность севооборота и баланс макроэлементов на черноземе обыкновенном // Агрохимия, 2015, № 8. - С. 49-56.
УДК 631.416.1(575.1)
DOI 10.24411/0235-2516-2018-10037
ИЗМЕНЕНИЯ ЗАПАСОВ АЗОТА ПОЧВЫ И ЕГО ФОРМ ПОД ВЛИЯНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
А.Ж. Баиров, к.с.-х.н., Х.Т. Нуриддинова, Ш.А. Жураев
Узбекский НИИ почвоведения и агрохимии, e-mail: abdunabi52@yandex. com, [email protected], [email protected]
В коротко ротационном севообороте «хлопчатник - хлопчатник - озимая пшеница» изучено влияние сочетания различных доз органического удобрения (навоз) с минеральными удобрениями на запасы азота и его форм в орошаемом типичном сероземе. Выявлено, что применение только минеральных удобрений приводит к снижению общих запасов азота в почве, хотя наблюдается увеличение запасов минерального и легкогидролизуемого азота, в основном за счет значительного снижения запаса трудногидролизуемого азота. Сочетание навоза 5 т/га с полным минеральным удобрением также не обеспечивает бездефицитного баланса общих запасов азота. При этом запасы минеральной и легкогидролизуемой форм азота увеличиваются в большей мере, чем при внесении только минеральных удобрений, а дефицит трудногидролизуемой и негидролизуемой форм значительно сокращается. Повышение дозы навоза до 10 т/га обеспечивает положительный баланс общих запасов азота, в основном за счет увеличения запасов минеральной и легкогидролизуе-мой форм. При дальнейшем повышении дозы навоза до 20 т/га достигается положительный баланс общих запасов азота за счет увеличения запасов всех его форм.
Ключевые слова, орошаемый типичный серозем, севооборот, хлопчатник, озимая пшеница, минеральные удобрения, навоз, запасы азота, урожайность.
