CC BY
43
4. Бородулина, И.В. Перспектива использования растительных адаптогенов в птицеводстве // И.В. Бородулина: мат-лы XI Региональной научно-практической конференции молодых ученых Сибирского федерального округа «Актуальные проблемы развития АПК в работах молодых ученых Сибири» НГАУ, 2015. - С. 165-169. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=23853330 (дата обращения 17.12.15).
УДК: 631.51:631.461:633.11. «321»
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ЗАВОЛЖЬЯ
Мельникова Наталья Александровна
к.с.х.н, доцент кафедры Садоводства, ботаники и физиологии растений Самарская государственная сельскохозяйственная академия Россия, город Кинель, Нечаева Елена Хамидулловна к.с.х.н, доцент кафедры Садоводства, ботаники и физиологии растений Самарская государственная сельскохозяйственная академия Россия, город Кинель
Аннотация: В статье рассмотрены актуальные вопросы влияния различных способов основной обработки на численность основных групп почвообразующих микроорганизмов (грибы, бактерии, актиномицеты), ферментативную активность почвы и разложение растительных остатков в зависимости от способов основной обработки почвы при возделывании яровой пшеницы в условиях лесостепи Заволжья.
Ключевые слова: бактерии, грибы, актиномицеты, ферменты.
INFLUENCE OF DIFFERENT WAYS OF BASIC TREATMENT ON BIOLOGICAL ACTIVITY OF SOIL AT TILL OF SPRING WHEAT IN THE CONDITIONS OF FOREST-STEPPE OF ZAVOLZHYA
Melnikova Natalia Aleksandrovna
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of Gardening Botany and Physiology of plants Samara State Agricultural Academy Russia, the siti of Kinel Nechaeva Elena Hamidullovna Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of Gardening Botany and Physiology of plants Samara State Agricultural Academy Russia, the siti of Kinel
Annotaciya: In the pressing questions of influence of different ways of basic treatment are considered the article on the quantity of basic groups of pochvoobrazuyuschikh microorganisms
(mushrooms, bacteria, aktinomicety), fermentativnuyu activity of soil and decomposition of vegetable tailings depending on the methods of basic treatment of soil at till of spring wheat in the conditions of forest-steppe of Zavolzhya.
Keywords: bacteria, mushrooms, aktinomicety, enzymes.
Микроорганизмы, густо заселяющие почву, разлагают животные и растительные остатки, образуют соединения, которые служат структурными единицами молекул гумусовых веществ, превращают малодоступные для растений вещества в легкодоступные. Таким образом, вопрос воспроизводства почвенного плодородия и управления им, в конечном счете, сводится к проблеме управления микробиологическими процессами. Рычаги этого управления известны -это способы обработки почвы, внесение органических и минеральных удобрении, севооборот и т.д. [1,2] В связи с вышеизложенным, для суждения о влиянии агротехнических мероприятий на почвенное плодородие, особенно в условиях сберегающего земледелия, целесообразно использовать, так называемые биологические показатели, отражающие деятельность почвенных микроорганизмов в конкретных условиях почвенной среды. Основные группы микроорганизмов это - бактерии, актиномицеты и микроскопические грибы. Все они играют определенную роль в почвообразовании [3]. Исследования проводились на посевах яровой пшеницы в севообороте с чистым паром. Предшественник - озимая пшеница. Объектом исследований являлись почвенные образцы, взятые с опытного поля кафедры земледелия, почвоведения, агрохимии и земельного кадастра. Изучение биологической активности почвы велось на поле где, использовались три принципиально разные технологии основной обработки почвы:
I - вариант - традиционная обработка почвы со вспашкой на глубину 25 - 28 см (вспашка);
II - вариант - минимальная обработка включающая поверхностное дискование (рыхление) на 10 - 12 см;
III - вариант - нулевая обработка т.е., прямой посев по стерне.
Образцы почвы отбирались на различной глубине: 0 - 5 см, 5 - 10 см, 10 - 20 см, 20 - 30 см, и просеивались через сито с диаметром отверстий 2 мм. Выделение микроорганизмов и количественный учет численности основных групп микроорганизмов проводилось методом посева почвенной болтушки на твердые стерильные среды в чашки Петри.
Количественный учет бактерий проводился на среде МПА (мясо-пептонный агар), актиномицетов на КАА (крахмало-аммиачном агаре) и микромицетов (плесневых грибов) на синтетической среде Чапека. Разведение для учета микромицетов (плесневых грибов) - 1х103, бактерий - 1х105, актиномицетов - 1х 104. Учет бактериальных колоний производился на 3 - 4 день, актиномицетов и микромицетов на 10 - 14 день после посева.
Образцы почвы отбирались в три срока: 1 срок - 1 июня; 2 срок - 25 июля; 3 срок - 30 сентября. Определение активности каталазы проводилось методом Р.С Канцельсона и В.В. Ершова. Определение растительных остатков - по методу Н.З. Станкова.
Определение активности каталазы проводилось методом Р.С Канцельсона и В.В. Ершова. Определение растительных остатков - по методу Н.З. Станкова.
Изучение динамики численности микромицетов показало, что в начале вегетации наблюдается увеличению количества микромицетов в слое 10 - 30см, по всем вариантам опыта. В середине вегетации отмечена активизация микромицетов в верхнем слое почвы, и снижение в слое 10 - 30см по всем вариантам опыта, как в 2009, так и в 2010 году. Перед уборкой численность микромицетов увеличилась в вариантах со вспашкой и прямым посевом и несколько снизилась в варианте с рыхлением. Таким образом, в среднем за вегетацию наибольшая численность микромицетов наблюдалась в варианте с прямым посевом, особенно в слое 0 - 5 см (табл.1). Морфологический анализ колоний плесеней показал, что подавляющее преимущество в наших почвах имеют грибы рода Penicillium . На их долю приходится до 90% от общей численности плесеней. До 6% составляют грибы рода Aspergillus[4]. Грибы этих родов
начинают активное разложение свежих растительных остатков и легко переносят дефицит влаги, но могут активно размножаться только в условиях хорошей аэрации. Таким образом, видно, что уменьшение механической нагрузки на почву не привело к серьезным изменениям ее аэрации.
Таблица 1
Численность микромицетов, тысяч КОЕ/гр. абс. сух. почвы, в среднем за вегетацию, яровая пшеница 2009 - 2010гг.
Слой почвы Вспашка Рыхление Прямой посев
0-5 21,15 25,4 29,1
5-10 18,15 28,1 20,6
10-20 11,5 17,3 23,95
20-30 20,85 19,0 18,95
Таблица 2
Численность бактерий, тысяч КОЕ/гр. абс. сух. почвы, в среднем за вегетацию 2009-2010г.
Слой почвы Вспашка Рыхление Прямой посев
0-5 4646 3883 3377
5-10 1931 2149 2148
10-20 2589 1773 2034
20-30 1674 1609 2553
В начале вегетации в 1 и 2 вариантам наблюдалась высокая численность бактериальной микрофлоры в верхних слоях почвы и снижение, в более глубоких. При прямом посеве численность бактерий была выше, особенно в слое 10 - 30 см.
В середине вегетации наблюдалась депрессия бактериальной активности по всем вариантам опыта, но в 2009 году она особенно была выражена в варианте со вспашкой, а в 2010 году в варианте с рыхлением и прямым посевом. Резкое увеличение бактериальной активности наблюдалось в послеуборочный период. В среднем за 2009 - 2010 годы бактериальная активность была выше в слое 0 - 5 см по всем вариантам опыта, но в варианте с прямым посевом отмечено более равномерное распределение бактерий по всему слою 0 - 30 см. Определение видового состава колоний показало, что подавляющее число колоний представлено спорообразующими бактериями: Bacillus megatherium, Bacillus asterosporus, Bacillus mycoiles [5].
Актиномицеты, как и бациллы, принимают участие на более поздних этапах разложения органического вещества и особенно активно участвуют вы разложении лигнина. По мнению многих ученых содержание актиномицетов в почве является косвенным показателем ее окультуренности [6]. В 2009-2010гг можно отметить тенденцию к увеличению численности актиномицетов в наших почвах. В начале вегетации численность актиномицетов сравнительно невысокая, затем наблюдается увеличение их числа, достигая максимума после уборки урожая. В среднем за 2009 - 2010гг. наибольшее количество актиномицетов наблюдалось в варианте со вспашкой. Уменьшение механической нагрузки на почву и ее отсутствие вызвали снижение численности этой агрономически важной группы микроорганизмов.
Таблица 3
Численность актиномицетов, тысяч КОЕ/гр. абс. сух. почвы, в среднем за вегетацию, в течение 2009-2010гг.
Слой почвы Вспашка Рыхление Прямой посев
0-5 4276 2482 2209
5-10 2062 2794 2888
10-20 3414 2636 2032
20-30 4084 1992 2761
Плодородие почвы определяется в основном количеством и составом гумуса. Образование гумуса основной признак почвообразовательного процесса. Процессы разложения растительных остатков тесно связаны с их гумификацией [3,4].
Одним из методов определения интенсивности почвенно-биологических процессов является определение ферментативной активности. Ферментативная активность почвы зависит от ее физических и химических особенностей, содержания питательных элементов, способов обработки почвы и т. д.
Фермент каталаза относится к окислительно-восстановительным ферментам и его синтезируют практически все живые организмы, поэтому его активность является показателем напряженности энергетических процессов, происходящих в почве. Активность этого фермента на посевах яровой пшеницы в течение 2009-2010гг была достаточно ровной по всем вариантам опыта, хотя в 2010 году активность каталазы была несколько выше (табл.4). В целом, проанализировав результаты исследований, можно сделать вывод, что при снижении механической нагрузки на почву, ферментативная активность почвенной микрофлоры не снижается, а, напротив, по вариантам минимализации и прямого посева увеличивается в сравнении со вспашкой.
Таблица 4
Активность фермента каталаза, мкмоль/мин, яровая пшеница 2009-2010гг.
Глубина взятия проб Варианты основной обработки почвы
Вспашка Рыхление Прямой посев
2009 2010 2009 2010 2009 2010
0-5 см 70.4 82.5 74.5 83.8 76.4 75.8
5-10 см 74.1 79.8 71.5 86.3 65.4 80.1
10-20 см 69.6 88.1 70.7 86.2 66.7 82.2
20-30 см 70.5 85.7 68.7 86.5 68.6 87.3
Определение количества растительных остатков (табл.5) весной перед посевом яровой пшеницы показало, что за осенне-зимний период больше всего растительных остатков озимой пшеницы разложилось в варианте с рыхлением (4,414т/га) и вспашкой (3,027т/га), меньше всего в варианте с прямым посевом (2,462 т/га). Основная масса остатков прошлого года в этом варианте разложилась в весенне-летний период.
Таблица 5
Накопление и разложение растительных остатков, т/га яровая пшеница 2009 - 2010гг.
Вариант Весна2009 - Осень 2009 - 2010гг. Разложилос
ы 2010гг. ь
опыта Слой Растит. Пожнивн Корневы Остатки Всег т/га
почв остатк е прошлы о
ы и остатки остатки х лет
Вспашка 0-5 0,5557 1,684 0,717 0,216 2,609 0,343
5-10 0,903 0,257 0,736 0,128 1,119 0,777
10-20 0,583 0,210 1,154 0,081 0,483 0,500
20-30 0,301 0 0,422 0 0,422 0,075
0-40 2,343 2,151 3,015 0,423 5,633 1,920
Рыхление 0-5 2,439 1,707 0,284 0,120 2,112 2,318
5-10 1,209 0,456 0,277 0,078 0,810 1,131
10-20 0,703 0,194 0,582 0,141 0,916 0,563
20-30 0,505 0,252 0,414 0,098 0,762 0,408
0-40 3,356 2,608 1,556 0,436 4,599 4,420
Прямой 0-5 1,293 2,226 0,598 0,139 2,964 1,152
посев 5-10 1,697 0,810 0,603 0,136 1,548 1,562
10-20 0,949 0 0,442 0,004 0,430 0,944
20-30 0,535 0 0,361 0,001 0,361 0,535
0-40 4,338 3,036 1,913 0,281 5,230 4,062
После уборки яровой пшеницы общее количество растительных остатков по вариантам опыта различалось несущественно, однако различия отмечены по видам остатков. В вариантах со вспашкой и рыхлением большая часть их представлена корневыми остатками, а при прямом посеве пожнивными остатками.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1) Минимализация обработки почвы и прямой посев способствуют большому заселению микроорганизмами верхних слоев почвы.
2) Сокращение механической нагрузки и её отсутствие не привело к очень существенным изменениям в составе и соотношении основных групп микромицетов и бактерий, но снизило численность актиномицетов в почве на посевах яровой пшеницы.
3) Отмечено, что уменьшение механической обработки почвы и ее отсутствие угнетет развитие корневой системы у яровой пшеницы, что приводит к уменьшению количества корневых остатков на этих вариантах.
Список литературы:
1. Марковская, Г. К. Биологическая активность почвы при различных системах основной обработки почвы под горох [Текст]/ Г.К. Марковская , Е.Х. Баймишева //Тезисы докладов 46 научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов.-Самара,1999.с.47-48.
2. Нечаева Е.Х. Плодородие почвы и симбиотическая активность гороха при биологизации его возделывания в Лесостепи Заволжья [Текст]/Е.Х. Нечаева.-дисс. канд. с.-х. наук, Кинель, 2003.-166с.
3. Коваленко М.В. Биологические показатели и плодородие почвы / М.В. Коваленко // Актуальные вопросы агрономической науки в XXI веке. - Самара, 2004. - С.424-430
4. Коваленко, М.В. Влияние основной обработки почвы на её биологическую активность и урожайность подсолнечника в условиях лесостепи Заволжья /М.В. Коваленко// Материалы международной научно - практической конференции. - Уфа: НТВ «БашИнком», ФГОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет, 2011. - С. 261-265.
5. Богомазов, С.В. Эффективность ресурсосберегающих приемов возделывания озимой пшеницы в лесостепи Среднего Поволжья / С.В. Богомазов, А.Г. Кочмин. - Пенза: Нива Поволжья, 2014. - №4. - С.12-19.
6. Богомазов, С.В. Роль агротехнических приемов в технологии возделывания озимой пшеницы в условиях черноземных почв Среднего Поволжья /С.В. Богомазов, О.А. Ткачук, Е.В. Павликова, А.Г. Кочмин. - Пенза: Нива Поволжья,2014. - №2(31). - С.2-8.
