CC BY
29
ИЗУЧЕНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ И МИКРОУДОБРЕНИЙ
УДК 631.37.631.46
ВЛИЯНИЕ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛОМЫ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУПЕСЧАНОЙ ПОЧВЫ
И.В. Русакова, к.б.н., В.В. Московкин, Д.К. Медин
ВНИИ органических удобрений Россельхозакадемии, e-mail: [email protected]
Рассмотрен вопрос восполнения органического вещества в дерново-подзолистой почве при совместном использовании соломы и микробиологических препаратов. Установлена активизация процессов минерализации послеуборочных остатков зерновых культур, воздействие на развитие почвенной микрофлоры, а также урожая.
Ключевые слова: солома, микробиологические препараты, органические удобрения, дерново-подзолистая супесчаная почва, эмиссия СО2, численность физиологических групп микроорганизмов, урожайность.
INFLUENCE OF MUTUAL USE OF STRAW AND MICROBIOLOGICAL AGENTS ON BIOLOGICAL ACTIVITY OF SOD-PODZOLIC SANDY LOAMY SOIL I.V. Rusakova, V.V. Moskovkin, D.K. Medin
There is being studied the aspect of organic substance replenishment in sod-podzolic soil under the combined use of straw and microbiological agents. There was established the activization of mineralization processes in after-harvesting cereals remains, the affect on soil microflora development and yield.
Keywords: straw, microbiological agents, organic fertilizers, sod-podzolic sandy loamy soil, CO2 emission, the number of physiological microorganic groups, yield.
Восполнение органического вещества в почве возможно за счет использования биологических средств и приемов. Среди них наиболее простой в применении и малозатратный - внесение соломы зерновых культур. Несмотря на высокое содержание в соломе органических соединений, в естественных условиях основная их часть минерализуется до конечных продуктов (С02 и Н20) и лишь 1020% преобразуется в гумусовые вещества или накапливаются и сохраняются в почве в форме устойчивых к разложению полугумифицированных соединений [1, 2]. Использование биопрепаратов, содержащих эффективные штаммы микроорганизмов, позволяет регулировать состав и численность микробного комплекса, выстраивать специальные метагеномные сети, вовлекая в почвенных условиях в процессы деструкции аборигенную микрофлору, отбирая наиболее производительные группы микроорганизмов. Применение биопрепаратов-деструкторов, способствует наиболее полной трансформации растительной биомассы, что особенно актуально и эффективно при использовании высоких доз соломы в специализированных, насыщенных зерновыми культурами севооборотах, заделке растительных остатков под зерновые (озимые) культуры, в ресурсосберегающих технологиях, т.е. в тех ситуациях, когда необходимо обеспечить условия скорейшего разложения растительной биомассы, применяемой в качестве удобрения, для предотвращения ее негативного влияния и усиления положительного действия [3, 4].
Исследования проводили на опытном поле ГНУ ВНИИОУ в полевом опыте, заложенном в 2011 г Рельеф участка равнинный, почва дерново-подзолистая супесчаная, подстилаемая моренным суглинком, характеризуется следующими агрохимическими показателями пахотного слоя: рНю 4,8-5,2; подвижный фосфор 59-87 мг/кг почвы; обменный калий 79-95 мг/кг почвы. Площадь делянки 3,36 м2 (2,1 х 1,6 м), повторность четырехкратная.
Опыт заложен по схеме: 1. Контроль - без удобрений; 2. Солома ячменя, 5 т/га; 3. Солома ячменя, 5 т/га + 4. Солома ячменя, 5 т/га + + Баркон; 5. Солома ячменя, 5
т/га + N50 + Экстрасол С; 6. Солома ячменя, 5 т/га + N50 + Экстрасол ЦС; 7. Солома ячменя, 5 т/га + N50 + Bioforce.
В опыте использовали солому ячменя с опытного поля ГНУ ВНИИОУ, микробиологические препараты, разработанные во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии: Баркон - на основе культур микроорганизмов деструкторов целлюлозо- и лигнинсодержащих растительных отходов; Экстрасол С - на основе культуры эффективных штаммов Bacillus subtilis; Экстрасол ЦС - с усиленной целлюлозолитической активностью; Bioforce - биопрепарат компании Bionick для ускорения компостирования органических отходов различного происхождения, в том числе растительных. Биопрепараты (БП) в опыте применяли согласно рекомендациям производителей.
Солому ячменя после уборки зерна измельчали до размеров 1,0-1,5 см и распределяли по поверхности делянок опыта вручную в дозе 5 т/га. После равномерного распределения соломы на ее поверхность вносили компенсирующую дозу азота (N50) в виде аммиачной селитры и изучаемые биопрепараты согласно схеме опыта. В этот же день обработанную биопрепаратами солому заделывали в почву в слой 0-20 см вручную.
Для оценки совместного применения соломы и микробиологических препаратов в опыте изучали динамику эмиссии СО2 [2, 5], актуальную биологическую активность (аппликационным методом), численность основных физиологических групп микроорганизмов, участвующих в трансформации углерод- и азотсодержащих органических соединений, содержание микробной биомассы в почве, а также изменение структуры урожая и урожайности.
Наблюдения за размерами эмиссии СО2 из почвы проводили в динамике, начиная с 1 суток после заделки соломы с БП, с интервалом 7 суток до наступления заморозков и появления снежного покрова. За период наблюдений (63 дня) минимальное (72,5 г/м2) количество СО2 выделилось из почвы контрольного варианта. В варианте с применением соломы 5 т/га эта величина была выше в 1,5 раза и составила 109,4 г/м2, что объясняется поступлением
ИЗУЧЕНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ И МИКРОУДОБРЕНИИ
1. Показатели биологического состояния дерново-подзолистой почвы
Вариант Численность микроорганизмов, тыс. КОЕ/г почвы
протеолитиче-ские (МПА) амилолити-ческие (КАА) целлюлозолитиче-ские(Гетчинсон) микромице-ты (Чапек) нитрифицирующие (водный агар) Cl. рasterianum
1. Контроль - без удобрений 10600 5267 20933 13733 34,0 16,0 52,3 46,7 776 250 25
2. Солома, 5 т/га 23200 12467 29400 20000 48,7 24,7 84,7 62,6 17,0 1500 150
3. Солома, 5 т/га + N50 (фон) 31000 18533 47867 33667 64,0 27,7 103,0 149,0 19,3 950 450
4. Солома, 5 т/га + N50 + Баркон 16133 20067 37867 36467 48,7 26,7 101,3 83,0 28,3 4500 25
5. Солома, 5 т/га + ^о + Экстрасол С 14400 17000 24067 33000 39,0 22,7 92,3 126,7 18,3 4500 250
б. Солома, 5 т/га + ^о + Экстрасол ЦС 41333 54134 83200 78800 54,3 22,0 99,0 101,3 31,3 250 95
7. Солома, 5 т/га + ^о + ВюБэгсе 14667 13200 25800 29667 54,0 25,0 92,3 91,3 20,0 250 45
Над чертой - отбор 21.09.2011; Под чертой - отбор 9.11.2011
2. Урожайность яровой тритикале, 2012 г.
Вариант Урожайность, ц/га Прибавка урожайности
ц/га %
1. 15,0
2. 14,3 -0,7 -5
3. 15,8 0,8 5
4. 15,8 0,8 5
5. 16,4 1,4 9
6. 16,8 1,8 12
7. 15,5 0,5 3
НСР0.5 2,2
в почву дополнительного количества свежего органического вещества. Все использованные в опыте БП проявили высокую эффективность в отношении интенсификации разложения соломы, что зафиксировано по увеличению размеров выделения СО2, которые за истекший срок наблюдений составили от 144,8 до 173,0 г/м2, что в сумме на 32-58% выше, чем в варианте, где солома внесена без биопрепаратов и компенсирующей дозы азота, и на 4-24% выше по сравнению с вариантом (солома 5 т/га + N50).
Целлюлозолитическую активность изучаемых биопрепаратов оценивали по степени разложения фильтровальной бумаги (аппликационный метод). Все БП положительно влияли на разложение целлюлозы. Процент разложения во всех вариантах с биопрепаратами превышал контроль в 1,1-1,4 раза. Наибольшая степень разложения целлюлозы была отмечена в варианте с Экстрасол ЦС - 20,2% (в контроле данный показатель был равен 14,5%, в варианте с внесением соломы 5 т/га - 6,8%).
При изучении динамики численности физиологических групп микроорганизмов, участвующих в круговороте углерода и азота, в 2011 г установлено, что заделка соломы совместно с БП в целом повысила их количество. Следует отметить, что при применении биопрепаратов Баркон и Экстрасол С на 24 сутки исследований отмечено увеличение в 18 раз по сравнению с контролем численности несимбиотических азотфиксирующих бактерий, свидетельствующее о накоплении биологического азота в почве в данных вариантах. В варианте с Экстрасол ЦС наблюдали
значительное увеличение численности всех групп микроорганизмов, за исключением р. Clostridiumpasterianum (табл. 1).
На протяжении исследований варианты с применением БП и растительной биомассы (соломы) превосходили контроль на 8-11% по уровню содержания микробной биомассы (Смб). Стоит отметить высокую эффективность препарата Bioforce, где данный показатель показывал максимальные значения.
При анализе урожая не установлено достоверной разницы между вариантами опыта, но стоит отметить тенденцию к увеличению урожайности в вариантах с применением биологических препаратов - на 0,8-1,8 ц/га по сравнению с контролем. Все биологические препараты оказали положительное действие на урожайность, но максимальная она была в варианте с Экстрасол ЦС и превышала контроль на 12% (табл. 2).
При анализе структуры урожая было установлено, что масса 1000 зерен в вариантах с применением БП была выше контроля (37,16 г) на 4-7% и составила 38,7-39,9 г Продуктивная кустистость с применением препаратов Баркон и Bioforce составила 1,41 и 1,43 соответственно и была достоверно выше контрольного варианта (1,21). Применение всех биологических препаратов положительно действовало на увеличение данного показателя.
Таким образом, биопрепараты в условиях дерново-подзолистой супесчаной почвы положительно воздействовали на развитие почвенной микрофлоры, активизацию процессов минерализации послеуборочных остатков зерновых культур, а также на структуру урожая и урожайность. Солома, обработанная биопрепаратами, служит альтернативным источником поступления органического вещества в почву.
Литература
1. Русакова И.В., Еськов А.И. Оценка влияния длительного применения соломы на воспроизводство органического вещества дерново-подзолистой почвы // Доклады РАСХН, 2011, № 5. - С. 28-31.
2. Кураков А.В., Костина Н.В., Прохоров И.С., Махова Е.Г., Сады-кова В.С. Стимуляция грибами азотфиксации в дерново-подзолистых почвах // Почвоведение, 2006, № 9. - С. 1075-1081.
3. Русакова И.В. Ресурсосберегающие технологии использования растительных остатков // Агрохимический вестник, 2012, № 3. - С. 40-42.
4. Русакова И.В., Воробьев Н.И. Способ эффективного использования соломы в качестве удобрения с применением биопрепарата Баркон. - Владимир: ГНУ ВНИИОУ Россельхозакадемии, 2010. - 38 с.
5. Шарков И.Н. Совершенствование абсорбционного метода определения выделения СО2 из почвы в полевых условиях // Почвоведение, 1987, № 1. - С. 127-133.
