CC BY
149
Таблица 2
Суммарные влагозапасы в снеге по элементам ландшафта (в среднем за 1991-1996 гг.)
Элементы ландшафта Площадь, га Суммарные влагозапасы в снеге % от общих влагозапасов
мм/га тыс. м3
Пашня 2400,0 285,8 2059,2 66,6
Лесные полосы, колки 224,0 168,1 376,4 12,2
Луга, пастбища 425,6 88,9 378,3 12,2
Овражно-балочная сеть 70,4 261,4 184,0 6,0
Прочие земли 80,0 115,2 92,2 3,0
Итого 3200 3090,1 100
Таблица 3 Влияние зяблевой обработки почвы
на весенние запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы (в среднем за 1996-2000 гг.)
Кроме того, большинство почв исследуемой территории имеет низкую и среднюю водопроницаемость, которая не обеспечивает достаточного впитывания воды в период снеготаяния.
Весенние запасы продуктивной влаги в почве в зависимости от величины снегоза-пасов, приема осенней обработки почвы и рельефа местности варьировали. Наблюдения показывают, что зяблевая обработка почвы способствует лучшему усвоению осенне-зимних осадков (табл. 3).
Заключение
Таким образом, в условиях изучаемого агроландшафта со сложным рельефом, где 75% площади занято пашней, складывались не вполне благоприятные условия для распределения снежного покрова. Перенос снега с территории ландшафта
УДК 631.44.
Ключевые слова: чернозем выщелоченный, растительные остатки, гумус,
значителен. Так, на открытых полях влагозапасы составляли 20-66% от суммы выпавших твердых осадков; в колках, лесополосах, оврагах и балках они в 1,5-2,0 раза превышали эту величину.
Пашня на 1 % своей площади накапливала 0,89% снегозапасов территории ландшафта. Балки, овраги, колки, лесополосы на 1% занимаемой площади аккумулировали около 2,0% общих снегозапасов. Неравномерность распределения снега снижает продуктивность использования зимних осадков, вызывает сток талых вод.
Библиографический список
1. Серых Г.И. Формирование снежного покрова на сложных по рельефу водосборах / Г.И. Серых// Почвоохранное земледелие на склонах. — Новосибирск, 1983. — С. 96-103.
2. Черепанов М.Е. Снегозадержание в почвозащитном земледелии Западной Сибири / М.Е. Черепанов. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. — 160 с.
3. Лопырев М.И. Агроландшафт и формирование ландшафтных систем земледелия / М.И. Лопырев, С.А. Оробин-ский // Доклады РАСХН. — М., 1993. — № 4. — С. 25-33.
.С. Сергеев
азот, продуцирование СО2 почвой, ферменты.
Прием обработки Запасы влаги, мм
Плоскорезная на 25-27 см 130
Без обработки 78
+ + +
41/45 В
ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ
Введение
Земледелие большинства хозяйств различных форм собственности из-за ограниченности материальных и технических средств, минеральных и органических удобрений базируется на почвенных запасах питательных веществ. Нехватка навоза, большие затраты на его внесение заставляют изыскивать альтернативные источники пополнения почвы органическим веществом.
Наиболее доступным, экологически чистым и дешевым источником органического вещества в сельском хозяйстве являются растительные остатки — солома и зеленые удобрения (сидераты) [1, 2].
Объекты и методы
Влияние растительных остатков на основные составляющие плодородия чернозема выщелоченного изучались в модельных лабораторных опытах. Почву (1 кг), просеянную через сито с отверстиями 3 мм, смешивали с измельченными растительными остатками и компостировали в течение 450 дней при влажности 60% от ПВ на двух уровнях температуры — 30 и 20°С. Варианты удобрений в опыте: 1) контроль (б/у); 2) пшеничная солома (из расчета 4,5 т/га сухой массы); 3) гороховая солома (4,5 т/га); 4) люцерновое сено (4 т/га); 5) навоз (10 т/га); 6) пшеничная солома с добавлением мочевины (45 кг азота мочевины на 4,5 т соломы).
Исходная почва — чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый со следующими агрохимическими показателями: содержание общего гумуса — 9,26%, общего азота — 4127 мг/кг, рН солевой — 5,9,
Изменение содержания гумуса и под влиянием растительных оста
сумма обменных оснований — 44 мг-экв. на 100 г почвы, выделение СО2 из почвы — 16,3 мг/кг почвы за 24 ч, активность уреазы — 0,33 NH3 на 1 г почвы за 24 ч, активность дегидрогеназы — 0,13 мг ТФФ на 1 г почвы за 24 ч.
Результаты и их обсуждение
Исследователи указывают на многообразие воздействия соломы и зеленых удобрений на почвенные процессы [3-6].
Опыты показывают, что по истечении 450 дней компостирования под влиянием растительных остатков повышае^я содержание гумуса и азота: при температуре 30°С — на 0,23-0,40% и 197372 мг/кг, а при 20°С — на 0,33-0,54% и 246-413 мг/кг почвы (табл.). Снижение температуры до 20°С при оптимальной влажности затормаживает мобилизацию вновь образованных гумусовых веществ и продуктов разложения растительных остатков, о чем свидетельствуют и более высокие показатели накопления гумуса и азота. Напротив, увеличение температуры до 30°С хотя и усиливает процессы гумификации растительных остатков, но в то же время при высокой температуре образующиеся гумусовые вещества подвергаются и более сильному разложению со стороны микроорганизмов. Подтверждение этому и высокая интенсивность разложения растительных остатков при этой температуре, учитываемая по выделению СО2 из почвы (рис. 1). Как известно, при увеличении температуры происходит воздействие ее на само органическое вещество почвы, делая его более податливым микробиологическому разложению [6].
Таблица
азота в черноземе выщелоченном
ков (период инкубации 450 дней)
Вариант Гумус, % Азот, мг/кг
30°С 20°С 30°С 20°С
Исходная почва 9,26 4127
Контроль(без удобрений) 9,20 9,23 4195 4219
Почва + солома пшеничная, 4,5 т/га 9,44 9,57 4476 4553
Почва + солома гороховая, 4,5 т/га 9,43 9,60 4392 4497
Почва + сено люцерновое, 4,0 т/га 9,57 9,64 4528 4572
Почва + навоз, 10 т/га 9,50 9,56 4426 4465
Почва + солома пшеничная + N45 (45 кг азота мочевины на 4,5 т соломы ) 9,60 9,77 4567 4632
А
300 т
го о го
т ^
сд
го со
го
I
сч
о о
через 75 через 150 через 225 через 300 через 375 через 450 дней дней дней дней дней дней
Б
то о го т
сч
го
со
го
сч
о о
через 75 через 150 через 225 через 300 через 375 через 450 дней дней дней дней дней дней
-+ — Контроль
-х— Солома гороховая
-□—Навоз
•Солома пшеничная - Сено люцерновое • Солома+№5
Рис. 1. Динамика изменения интенсивности дыхания в модельных опытах (А — 30°С, Б — 20°С)
В наших исследованиях внесение пшеничной соломы с добавлением мочевины (45 кг азота мочевины на 4,5 т соломы) оказало наибольшее влияние на содержа-
ние гумуса и азота. На разложение относительно бедных азотом растительных остатков, а в последующем и ее гумификации ускоряющее воздействие оказывает
внесение в почву данного элемента, благодаря повышению темпов развития микроорганизмов и усилению активности ферментов. Значительное увеличение содержания гумуса и азота также отмечено и на вариантах с внесением в почву растительных остатков бобовых культур (солома гороховая, сено люцерновое). Их остатки содержат много азота и при распаде обогащают этим элементом органическое вещество почвы. Наименьшее накопление гумуса и азота наблюдалось при компостировании почвы с навозом, а снижение его происходило на варианте без внесения органических удобрений. Видимо, благоприятная аэрация при оптимальной влажности в последнем вызвало энергичное размножение микроорганизмов и, как следствие этого, усиленную минерализацию почвенного органического вещества (особенно при температуре 30°С).
В первые месяцы инкубации почвы с растительными остатками происходит усиленное продуцирование СО2 почвой (рис. 1). После начальных стадий энергичного распада органических остатков наступает замедление, вызванное расходом легкодоступных источников питания (сахара, белковые вещества) и накоплением трудноразлагаемых соединений.
Максимальное продуцирование СО2 почвой наблюдалось в варианте с внесением в почву пшеничной соломы в присутствии минерального азота. В данном случае минеральный азот интенсивно используется микроорганизмами для синтеза белковых веществ их клеток, а в процессе дальнейшей гумификации — для формирования новообразованных гумусовых веществ. Снижение интенсивности дыхания при инкубации почвы только с пшеничной соломой объясняется незначительным содержанием водорастворимых веществ и азота.
Растительные остатки гороха и люцерны, богатые азотом, разлагались быстрее, чем бедные ими. Степень минерализации их органического вещества обуславливается биохимическим составом растительных тканей, а также содержанием устойчивых к микробному разрушению органических веществ (пентозоны, лигнин). Вот почему двудольные растения разлагаются легче однодольных.
Результаты наших исследований также свидетельствуют о значительном увеличении интенсивности процессов разложения растительных остатков при повышении температуры до 30°С, причем разница в
величине минерализации при разных температурах особенно резко выражена в начальный период разложения. В дальнейшем скорость разложения в равные отрезки времени становится одинаковой при обоих температурных режимах.
Инкубация чернозема выщелоченного в оптимальных гидротермических условиях с добавлением растительных остатков способствовала увеличению их ферментативной активности (рис. 2, 3). Возрастание биогенности почвы при оптимальных условиях главным образом связано с растущим пулом микроорганизмов и ферментативных систем. Также вероятно и активизация иммобилизованных ранее ферментов при наличии дополнительного субстрата для их действия, т.е. проявление «субстратного эффекта». В целом следует отметить, что в условиях моделирования почвы с растительными остатками снижения температуры до 20°С повлекло за собой заметное повышение уреазной и дегидрогеназной активности, чем при температуре 30°С.
Подробный анализ позволил раскрыть также и некоторые особенности ферментативной активности по отношению к внесенным органическим удобрениям. Обогащение почвы растительными остатками позволило увеличить активность уреазы и дегидрогеназы в начальный период инкубации, как при температуре 30, так и 20°С. Внесение в почву соломы пшеничной без добавления азота способствовало к существенному увеличению активности ферментов. К примеру, уреазная активность в этом варианте к концу компостирования составило в зависимости от температуры от 133 до 205%, дегидрогеназ-ная активность — от 160 до 193% от уровня активности на контрольном варианте. Наиболее оптимальные условия для функционирования ферментных систем складывались на вариантах с внесением гороховой соломы, навоза, пшеничной соломы с добавлением азота мочевины. По сравнению с контролем уреазная и дегидрогеназная активность в этих вариантах возросла в 1,5 и более раза. В варианте с добавлением растительных остатков люцерны уреазная активность варьировала в одинаковых пределах с другими вариантами, имея более высокие значения, чем на контроле. Наименьшая активность ферментов наблюдалось при инкубации почвы без внесения органических удобрений.
А
.о ш т
о
С
ГО I
го о го т
сд
го
со
1
0,9 0,8 -0,7 0,6 0,5 0,4 -0,3 -0,2 -0,1 -0
через 75 дней через 150 дней через 225 дней через 300 дней через 450 дней
.0
СО
т о с
го
I
го о го т
го
со
Б
1,4 Т 1,2 * 1
0,8 + 0,6 -
0,4 ' ■
0,2 0
через 75 дней через 150 дней через 225 дней через 300 дней через 450 дней
- Контроль
• Солома гороховая
• Навоз
Солома пшеничная • Сено люцерновое •Солома+Ы45
Рис. 2. Динамика изменения уреазной активности в модельных опытах (А — 30°С, Б — 20оС)
.0 ш т о с
го
X
е е
го о го т
го
со
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
через 75 дней
А
через 150 дней
через 225 дней
через 300 дней
через 450 дней
Б
го со
!о со т о с
го
I
I-
0,4
0,35 0,3 0,25 0,2
ГО О
ГО 0,15
Я 0'1
0,05 -0
через 75 дней
через 150 дней
через 225 дней
через 300 дней
через 450 дней
—I— Контроль —х—Солома гороховая —□— Навоз
■ Солома пшеничная
■ Сено люцерновое
■ Солома+ N45
Рис. 3. Динамика изменения дегидрогеназной активности в модельных опытах (А — 30°С, Б — 20°С)
Выводы
1. Различное влияние органических удобрений на содержание органического вещества в почве объясняется составом самих растительных остатков и характером влияния их на почвенные процессы. Интенсивность их трансформации зависит
от общего уровня биохимической активности почвы.
2. Снижение температуры до 20°С затормаживает мобилизацию вновь образованных гумусовых веществ и продуктов разложения растительных остатков.
3. Эффективность воздействия более бедных азотом углеродсодержащих ве-
ществ возрастает при внесении дополнительного источника азота азотных удобрений.
Библиографический список
1. Хабиров И.К. Влияние органических удобрений на плодородие серых лесных почв Башкирии / И.К. Хабиров, Ф.Х. Ха-зиев, Ф.Я. Багаутдинов // Почвоведение. — 1995. — № 4. — С. 465-471.
2. Чуян Н.А. Влияние внесения навоза и растительных остатков на плодородие чернозема и продуктивность зернопро-пашного севооборота в условиях лесостепи ЦЧЗ / Н.А. Чуян, Н.П. Масютенко, Р.Ф. Еремина // Агрохимия. — 2008. — № 9. — С. 29-36.
3. Мукатанов А.Х. Состав гумуса почв Предуралья Башкирии и его изменение под влиянием органических добавок / А.Х. Мукатанов, Ф.Я. Багаутдинов / / Агрохимия. — 1982. — № 2. — С. 80-87.
4. Нурмухаметов Н.М. Биологические пути повышения эффективного плодородия почв / Н.М. Нурмухаметов. — Уфа: БГАУ, 2001. — С. 110-148.
5. Hammouda G.H. The decomposition, humification and fate of nitrogen during the composting of some plant residues / G.H. Hammouda, W.A. Adams // Compost: Prod., Qual. and Use. Proc. Symp. — London, N.Y.: Udine, 1987. — P. 245-253.
6. Jenkinson D.S. Studies on the decomposition of plant material in soil. Partial sterilization of soil and soil biomass / D.S. Jenkinson // Soil. Sci. — 1966. — Vol. 17. — № 2. — P. 280-302.
6. Jenkinson D.S. Studies on the decomposition of plant material in soil. Partial sterilization of soil and soil biomass / D.S. Jen-kinson // Soil. Sci. — 1966. — Vol. 17. — No. 2. — P. 280-302.
+ + +
УДК 631.416.2:631.416.4:633.1 О.И. Просянникова,
Т.П. Клевлина, Т.В. Сладкова
КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ ЗЕРНА ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Ключевые слова: почва, ячмень, мониторинг, тяжёлые металлы, коэффициент биологического поглощения, растительная продукция, качество.
В Кемеровской области яровой ячмень занимает 117-145 тыс. га, или 11-13% от
всей площади посева [1]. Ячмень является основной зернофуражной культурой, на кормовые цели используют до 70% его валового сбора.
Зерно ярового ячменя широко используют для продовольственных, кормовых и технических целей, в том числе в пивова-
