CC BY
172
ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ДЫХАНИЕ ПОЧВЕННОЙ БИОТЫ ЧЕРНОЗЁМА ТИПИЧНОГО
А.Г. Ступаков
Аннотация. Проведена сравнительная оценка биохимической активности почвы на основе учёта выделенной углекислоты при применении технологий No-till и традиционных обработок почвы в условиях Белгородской области.
Ключевые слова: No-till, вспашка, минимальная обработка почвы, дыхание почвы, чернозём типичный, кукуруза на зерно.
Живые организмы - обязательный компонент почвы. Для нормального функционирования почвенных организмов необходимы, прежде всего, энергия и питательные вещества. Для большинства микроорганизмов такой источник энергии - органическое вещество почвы [1, 2]. Поэтому активность почвенной микрофлоры, главным образом, зависит от наличия в почве органического вещества при благоприятном сочетании температуры, влажности и плотности [2, 3]. Для оценки деятельности почвенной биоты используют показатель «биохимической активности».
Исследования проводились в посевах кукурузы, выращиваемой на зерно, на базе ООО «БГК Томаровка имени Васильева» Яковлевского района Белгородской области в 2012-2013 гг. Почва опытного участка - чернозём типичный тяжелосуглинистого гранулометрического состава слабоэродированный на лессовидном суглинке. Поле расположено на склоне северной экспозиции с уклоном 2 градуса. Размещение делянок ярусное. Учетная площадь 200 м2, посевная - 10 га. Посев осуществлялся одним посевным агрегатом в соответствии с нормами высева для получения запланированной густоты стояния растений 75-80 тыс. шт./га.
В опыте изучались:
- три системы обработки почвы: традиционная обработка (на основе вспашки); минимальная обработка (на основе культивации); No-till (без обработки почвы);
- применение микроудобрений «Реаком» (состав «Реаком» для кукурузы: Р2О5 -45 г/л, К2О - 45 г/л, Zn -25 г/л, Mn - 5 г/л, Co - 0,04 г/л, Fe - 5 г/л, Cu - 6 г/л, B -3 г/л, Mo - 0,1 г/л).
Традиционная обработка состояла из основной обработки почвы с оборотом пласта. После схода снега проводилось выравнивание поверхности с помощью боронования, перед посевом - культивация на глубину высева семян, после уборки урожая - два дисковых лущения и глубокая вспашка оборотным плугом.
Минимальная система обработки включала мелкое безотвальное рыхление почвы осенью. Весной перед посевом проводилась предпосевная культивация на глубину высева семян.
По технологии No-till обработка почвы не проводилась, посев осуществлялся сеялками прямого посева с одновременным внесением полной дозы минеральных удобрений, средства защиты растений применялись только в сочетании с различными химикатами.
Показателем биохимической активности служит выделение углекислоты, то есть «дыхание» почвы. Дыхание почвы в опыте определялось по методу Л.О. Кар-пачевского с соавторами (модифицированный метод Штатнова). В полевых условиях в отсутствии сосуда-изолятора устанавливали чашку Петри с 0,1 М раствором NaOH (поглотителем CO2). Раствор должен покрывать дно сосуда тонким слоем (2-5 мм). Через 20 мин щелочь оттитровывали 0,5 М раствором H2SO4 из микробюретки по фенолфталеину.
Анализ полученных данных показал, что наиболее высокая биохимическая активность наблюдалась при применении микроудобрений «Реаком». Причем, наиболее интенсивное дыхание почвы отмечено утром, к вечеру этот показатель снижался, а днем отмечены наименьшие его значения. В основном это связано с повышением температуры почвы и воздуха днем, когда микроорганизмы частично перестают проявлять свою активность.
Так, при посеве кукурузы на вариантах с No-till при применении микроудобрений утром и вечером выделение СО2 составило 572,3 г/га/час, а днём - 464,1 г/га/час, что на 108,2 г/га/час ниже (таблица 1). Без применения микроудобрений интенсивность дыхания снижалась и составляла в среднем за день 479,5 г/га/час, что ниже на 83,8 г/га/час, чем при использовании микроудобрений.
При проведении минимальной обработки почвы и внесении удобрений отмечена наиболее высокая интенсивность дыхания утром - 773,4 г/га/час, к вечеру она снижалась на 108,2 г/га/час, а днём она составляла 464,1 г/га/час, что в 1,7 раза ниже, чем утром и на 108,2 г/га/час ниже, чем вечером. Без микроудобрений в среднем за день интенсивность дыхания также снижалась на 37,4 г/га/час.
Таблица 1 - Выделение СО2 кукуруза (г/га в час) при посеве кукурузы __
Срок определения No-till Минимальная обработка Вспашка
с микро-удобрениями без микроудобрений с микро-удобрениями без микроудобрений с микро-удобрениями без микро-удобрений
Утро 572,3 510,5 773,4 754,0 819,8 618,7
День 464,1 355,8 464,1 464,1 510,5 510,5
Вечер 572,3 572,3 665,2 572,3 618,8 572,3
В среднем 536,3 479,5 634,2 596,8 649,7 567,2
При традиционной обработке почвы также наибольшие значения выделения СО2 отмечены утром, а наименьшие - днём. Применение микроудобрений положительно влияло на микрофлору. Так, в среднем за день при применении микроудобрений интенсивность дыхания составила 649,7 г/га/час, что на 82,5 г/га/час выше, чем без микроудобрений.
При сравнении систем обработки почвы наименьшие показатели выделения СО2 отмечены при No-till, наибольшие - при применении микроудобрений по вспашке, без микроудобрений - по минимальной обработке почвы. При No-till выделение СО2 составило 536,3 г/га/час с микроудобрениями, что на 97,9 г/га/час ниже, чем при минимальной обработке и на 113,4 г/га/час, чем при вспашке. Без микроудобрений - 479,5 г/га/час, что на 117,3 г/га/час ниже, чем при минимальной обработке и на 87,7 г/га/час, чем при вспашке.
В середине вегетации при No-till в почве с использованием микроудобрений утром выделение СО2 составило 736,8 г/га/час, к вечеру оно было на 149,5 г/га/час ниже и наименьшее - днём - 465,8 г/га/час, что в 1,5 раза ниже, чем утром (таблица 2). Без применения микроудобрений интенсивность дыхания снижалась. Так, в среднем за день - 576,2 г/га/час, что ниже на 20,5 г/га/час. В основном различия были отмечены утром -44,6 г/га/час, днём различий почти отсутствуют, а вечером - 15 г/га в час.
Таблица 2 - Выделение СО2 кукуруза (г/га в час)
При минимальной обработке и вспашке данная закономерность сохраняется, но положительное влияние микроудобрений наблюдается в течение дня и разница больше, чем при No-till. В почве без применения удобрений интенсивность дыхания составила 500,2 г/га/час, что на 63,7 г/га/час ниже, чем при минимальной обработке почвы и на 82,5 г/га/час ниже, чем при вспашке.
Система обработки почвы также влияла на варьирование выделения диоксида углерода. Наибольшие его значения отмечены при No-till с применением удобрений «Реаком», где оно составило 596,7 г/га/час, а при проведении минимальной обработки и вспашки, соответственно, 563,9 и 582,7 г/га/час. Без удобрений выделение СО2 составило 576,2 г/га/час при No-till, что на 76 г/га в час ниже, чем при минимальной обработке и вспашке.
Таким образом, в наших опытах наблюдалась влияние изучаемых факторов на дыхание почвы. Положительное влияние на выделение СО2 оказывали микро-
удобрения «Реаком». Влияние систем обработки почвы неоднозначно. В период посева наименьшая интенсивность дыхания отмечена при No-till, а при выметывании кукурузы, наоборот, при No-till отмечены наибольшие значения диоксида углерода.
Список использованных источников
1 Калужских А.Г., Масютенко Н.П., Масютенко М.Н. Пространственная изменчивость содержания и состава лабильных гумусовых веществ в чернозёме типичном в зависимости от экспозиции склона, агрогенных факторов и связь их микробной массой // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - №4. - С. 36-40.
2 Безлер Н.В. Агробиологические аспекты использования физиологически активных веществ и биопрепаратов в посевах сахарной свёклы: автореф. ... дис. докт. с.-х.н. - Ра-монь, 2008. - 47 с.
3 Черкасов Г.Н., Масютенко Н.П., Масютенко М.Н. Влияние вида севооборота, системы обработки почвы и экспозиции склона на динамику эмиссии СО2 из чернозёма типичного // Достижения науки и техники АПК. - 2013. - №6. -С. 34-37.
4 Масютенко М.Н. Влияние севооборотов, систем обработки почвы и экспозиции склона на агрофизические и биологические свойства чернозёма типичного и урожайность сельскохозяйственных культур: автореф. ... канд.с.-х.н. -Рамонь, 2014. - 24 с.
Информация об авторе
Ступаков Алексей Григорьевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», тел. 8-961-191-50-19.
при выметывании кукурузы
Срок определения No-till Минимальная обработка Вспашка
с микро- удобрениями без микро-удобрений с микро-удобрениями без микро-удобрений с микро-удобрениями без микро-удобрений
Утро 736,8 692,2 655,2 572,3 773,4 618,7
День 465,8 464,2 464,1 417,6 464,1 417,6
Вечер 587,3 572,3 572,3 510,5 510,5 464,1
В среднем 596,7 576,2 563,9 500,2 582,7 500,2
