CC BY
158. Белюченко II.C. Взаимосвязь мезофауны и микробоценозов с основными составляющими аграрных ландшафтов // Экологический вестник Северного Кавказа. - 2018. - Т. 14. - № 3. - С. 30-39.
9. Возняковская Ю.М. Микрофлора растений и урожай. - JL: Колос, 1969.-240 с.
10. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. -М.: Академкнига, 2002.-282 с.
11. Емцев В.Т.. Мишустин E.H. Микробиология. - М.: Дрофа, 2005. -445 с.
12. Феоктистова К.В.. Марданова А.М.. Хадиева Г.Ф.. Ризосферные бактерии // Ученые записки Казанского университета. - 2016. - Т.158. -Кн. 2.-С. 207-224.
13. Ерина Н.В.. Коптева Т.С. Микробные сообщества филлосферы некоторых растений семейства Grossulariaceae // Научный журнал КубГАУ. - 2015.-№ 110. - С. 660-671.
14. Гузев B.C. Изменчивость микробной системы почвы при антропо-геных воздействиях: Тезисы докладов 3-й Всесоюзной науч. конф. Москва. 23-25 декабря 1986 г. - М.: МГУ.1986. - С. 19.
15. Федорова Л.В. Закономерности годовых изменений микробного комплекса в почве под крупнотравьем // Эколого-фенологические исследования в Сахалинской области. - Владивосток, 1984. - С. 95111.
16. Самутенко Л.В. Оценка средообразующей роли овощных, картофельных и травяных агроценозов в условиях Сахалина // Плодородие. -2009. -№3,- С. 45-46.
RHIZOSPHERE MICROFLORA OF AGROMEADOW-SODDI SOIL OF SAKHALIN ISLAND WHEN ALTERNATING CROPS IN THE
GRASS-ROW CROP ROTATION
Fedorova L. V., senior research, Slavkina V. P., senior research, Samntenko L. V., leading researcher, Cand ofAgric Sc., Sakhalin Scientific Research Institute of Agricubure, 693022, Yuzhno-Sakhalinsk, per. Gorky, 22 E-mail: lyubiva_1953(a<niaiL ru
Stationary observations of the dynamics of the microflora of the island agromeadow-soddi soil during the row crop rotation period (5 years) allowed us to obtain information about the quantitative changes in different groups of microorganisms caused by the summer-autumn seasonality, the change of crops (potatoes, legume-cereal mixtures, winter rye, fodder root crops) in the crop rotation and the peculiarities of their influence on the soil microflora. The obtained data on the microbial population of the root system ofplants and the rhizosphere with the identification of the predominant groups (ammonifiers, pedotrophs, oligonitrophils) and their main representatives make it possible to assess the influence of crop rotation on soil fertility from a microbiological standpoint in the conditions of island farming. They serve as a starting point for the search for technological methods of creating microbiological processes that are most favorable for soil and plants.
Key words: microflora, seasonal changes, crop rotation, soil, rhizoplane, rhizosphere.
УДК: 631.5 : 633.16 : 581.55 (571.13) DOI: 10.25680/S19948603.2021.123.17
ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ ИА ЗАСОРЁННОСТЬ И БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ ПОД ПОСЕВОМ ЯЧМЕНЯ
Л.В. Юшкевич, t).с.-х.а., H.H. Шулико, к.с.-х.н., О.Ф. Хамова, к.б.н., Е.В. Тукмачева, к.б.н.,
' ФГБНУ «Омский АНЦ» 644012, Россия, г. Омск, пр-т Королева, 26, [email protected]
Стационарные исследования проведены в лесостепи Омской области в зернопаровом севообороте на замыкающей культуре - ячмене в 2004-2018 г., урожайность зерна ячменя приведена с 1988 г. Опыт двухфакторный. Изучали засоренность посевов ячменя в зависимости от системы обработки почвы различной интенсивности воздействия на верхний слой почвы (от отвальной до минимально-нулевой) и применения средств интенсификации. Установлено, что наибольшая засоренность ячменя, как по численности, так и по биомассе (в среднем 555 г/м~ - 30,6%) отмечена на минимальной системе обработки почвы. Относительная прибавка зерна ячменя от длительного применения гербицидов достигала 0,85 т/га (53,3%). В вариантах комплексного применения средств химизации биомасса ячменя увеличилась на 2055 г/м' (2,6 раза) при снижении засорённости посевов до 12,4% и существенном повышении урожайности до 3,5 т/га. При применении средств интенсификации угнетения численности агрономически важных групп микроорганизмов не выявлено, что свидетельствует о стабильной экологической ситуации в агрофитоценозе.
Ключевые слова: урожайность, агрофитоценоз, ячмень, севооборот, засорённость, система обработки почвы, средства химизации, гербициды, биологическая активность почвы.
Для цитирования: Юшкевич Л.В., Шулико H.H., Хамова О.Ф., Тукмачева Е.В. Влияние средств химизации на засорённость и биологическую активность почвы под посевом ячменя // Плодородие. - 2021. - №6. - С. 62-65. DOI: 10.25680/S19948603.2021.123.17.
В Российской Федерации посевы ячменя занимают более 8 млн га, или до 20% площади зерновых культур, в Западной Сибири - 1,3 млн га. В сложных почвенно-климатических условиях Омской области ячмень, в основном селекции СибНИИСХ, занимает второе место после яровой мягкой пшеницы - 353 тыс. га, в том числе в южной лесостепи - 130 тыс. га (37%), причём до 40% посевов это пивоваренные сорта [1,2].
Яровой ячмень - наиболее ценная продовольственная и техническая культура, однако в Сибири его производится почти в 2,5 раза меньше необходимой потребности в связи с недостаточной площадью посевов и низкой продуктивностью - до 1,60-1,80 т/га. Основные причины - преобладание экстенсивных агротехноло-гий, критически низкое внесение минеральных удобрений (до 10-12 кг д.в/га), повышенная засоренность и инфицированность агрофитоценоза. По оценкам
СТАЗР, из-за повышенной засоренности ЗападноСибирский регион ежегодно недополучает более 3 млн т зерна. Омская область - около 500 тыс. т [3-6].
Внесение удобрений, а также применение пестицидов вызывает опасность ухудшения экологического состояния почв. Установление закономерностей изменения микробиологических показателей при длительном применении энергосберегающих обработок черноземных почв в условиях интенсификации земледелия -необходимая предпосылка теоретического обоснования рациональных приёмов обработки и изменения её экологического состояния [7].
Цель исследований - определить влияние применения средств химизации при различных обработках на засорённость агрофитоценоза ячменя и экологическое состояние лугово-черноземной почвы в лесостепи Западной Сибири.
Методика. Длительные стационарные опыты заложены в лесостепи Омской области, исследования проводили в зернопаровом (пар-пшеница-пшеница-пшеница-ячмень) севообороте в 2004-2019 г. Урожайность ячменя приведена с 1988 г. (33 года). Почва луго-во-черноземная с содержанием гумуса 7-8%.
Двухфакторный опыт включал: фактор А - система обработки почвы в севообороте: отвальная (вспашка на глубину 20-22 см ежегодно под все культуры); комбинированная (вспашка в паровом поле и под третью пшеницу после пара плоскорезная на глубину 10-14 см под вторую пшеницу после пара и ячмень); минималь-
но-нулевая (в паровом поле - летняя культивация на глубину до 10 см, в остальных полях - без осенней обработки).
Фактор В - средства химизации включали шесть вариантов с контролем и комплексным применением (гербициды + удобрения + фунгициды + рентарданты). Сорта ячменя Омский 90, Беатрис, Саша высевали 2025 мая с нормой высева 4,5 млн всхожих зерен на 1 га. Посев проводили С3-3,6, с 2012 г. - ПК «Не1[оп1». Уборка однофазная «8атро 130» с оставлением измельченной соломы на поле. Площадь делянки первого порядка 2700 м2, второго - 450 м2, учетная - 35 м2. По-вторность - 4-кратная.
Исследования по определению биологической активности почвы проводили в длительном стационарном зернопаровом севообороте лаборатории ресурсосберегающих агротехнологий Омского АНЦ в течение 20182019 г. общепринятыми стандартными методами [8].
В почвенно-климатической зоне проведения исследований вегетационный период составляет 160-165 сут, сумма активных температур более 10" С - 2000-2100"С, количество осадков - 370-400 мм, в том числе за вегетацию - 180-210 мм, коэффициент увлажнения - 0,510,60, ГТК-1,10.
Результаты и их обсуждение. Установлено, что система обработки почвы и систематическое применение средств химизации в зернопаровом севообороте оказали заметное влияние на степень и видовой состав сорного компонента в агрофитоценозе ячменя (табл. 1).
1. Зависимость засорённости посевов ячменя от системы обработки почвы и применения средств химизации (среднее за 2004-2018 г.)
Система обработки Уровень химизации (В) Среднее по А
почвы (А) Контроль Гербициды Удобрения Комплексная химизация
г/м2 от биомассы, % г/м2 от биомассы. % г/м2 от биомассы. % г/м2 от биомассы, % г/м2 от биомассы. %
Отвальная 594 38.5 281 14.5 663 28.7 222 9.0 440 22.7
Комбинированная 616 41.8 277 14.3 660 30.8 253 10.3 452 24.3
Плоскорезная 557 47.2 361 19.1 816 38.9 312 13.8 512 29.8
Минимально-нулевая 634 45.1 412 24.2 818 36.7 357 16.4 555 30.6
Среднее по В 600 43.2 332 18.0 739 33.8 286 12.4
Выявлена устойчивая зависимость нарастания засоренности посевов ячменя от отвальной к минимально-нулевой системе обработки почвы, как по биомассе сорного компонента в посевах (в среднем до 555 г/м2), так и по удельному весу в агрофитоценозе (до 30,6%), или в 1,3 раза. При существенном снижении степени засоренности посевов ячменя в варианте комплексного
применения средств химизации в 3,5 раза - до 12,4%. Закономерность нарастания засоренности посевов ячменя к минимальной обработке сохранялась, что оказало существенное влияние на продуктивность культуры.
Анализ степени засоренности и состава сорных растений по основным видам показал, что в агрофитоценозе посева ячменя доминировали мятликовые (табл. 2).
Вариант химизации Биомасса культуры. г/м2 Засоренность агрофитоценоза Биомасса сорняков, %
шт/м2 г/м2
всего двудольные мятликовые всего двудольные мятликовые
Контроль (без химизации) 799 168 58 110 606 436 170 432
Гербициды 1537 173 14 159 348 60 288 18.0
Удобрения 1396 195 32 163 766 381 385 33.8
Комплексная химизация 2055 82 11 71 292 57 235 12.4
Среднее 1447 155 29 126 473 230 243 27.3
НСР05 157 51 10 43 126 84 127 6,0
Коэффициент корреляции с урожайностью (Кт11т=0,95) 0.992 -0.56 -0.91 0.26 -0.73 -0.86 0.12 -0.98
Систематическая обработка посевов гербицидами (баковая смесь дикотицидов и граминицидов) способствовала повышению биомассы ячменя до 1537 г/м2 (в 1,9 раза) и снижению удельной массы сорных растений в 2,4 раза (18,0%), в основном за счет подавления двудольных, особенно корнеотпрысковых [3, 4, 9].
Систематическое внесение удобрений (N30, Рзо) провоцировало нарастание как численности, так и биомассы сорняков до очень сильной степени - 33,8%. Известно, что конкуренция между сорняками и культурными растениями повышается в основном за азот и калий и менее - за фосфор. Причём на изреженных посе-
вах засоренность зерновых культур, как правило, возрастает [10-12].
Комплексное применение средств химизации способствовало улучшению корневого питания растений ячменя, подавлению сорняков и инфекций, что, в итоге, повысило биомассу культуры в 2,6 раза относительно контрольного варианта - до 2055 г/м2. Это произошло в основном за счёт подавления двудольных сорняков, численность и биомасса которых в агрофитоценозе уменьшилась в 5,3-7,6 раза. Изменение численности и видового состава малолетних двудольных сорняков больше проявилось в смене видов: чувствительных к гербицидам на более устойчивые к ним.
Комплекс негативных факторов повышенной засоренности агрофитоценоза, конкуренция за влагу и элементы питания, как показали многолетние наблюдения.
проявляются в снижении продуктивности ячменя. Установлено, что сопряженность засоренности агрофитоценоза с продуктивностью культуры имеет отрицательную направленность. Согласно коэффициенту детерминации, наибольшая отрицательная сопряженность проявляется с биомассой сорных растений, особенно двудольных - 53,3-74,0%.
Сравнительная оценка засоренности агрофитоценоза ячменя за длительный период наблюдений показала, что она за 30 лет как по численности, так и по биомассе имеет устойчивую тенденцию к нарастанию в 1,5-2,0 раза. Систематическое применение гербицидов (дико-тициды + граминициды) в зернопаровом севообороте существенно снижало засоренность агрофитоценноза и повышало урожайность зерна ячменя до 0,85 т/га, или на 53,3% (рис.).
|ИПГш1
0,86 0.8-1
0,82 0,8
0.7 Б 0,76
О --I
0,72
Комбинир ованн ая
1 Контроль
Плоскорезная Минимально—нулевая
Среднее
1 Гер'пошлы
-Прибавка т/га
Рис. Влияние системы обработки почвы в севообороте и гербицидов на урожайность зерна ячменя, т/га (1988-2018 г.)
НСР05: система обработки — 0,08 т/га, химизация- 0,08 т/га, для частных средних— 0,11 т/га
Установлено, что относительная прибавка зерна ячменя повышалась от отвальной системы обработки почвы до минимально-нулевой с 44,0 до 61,4%, или в 1,4 раза.
Результаты микробиологических исследований, проведённые для выявления возможных неблагоприятных
изменений биологических (экологических) свойств лу-гово-черноземной почвы при применении средств химизации, свидетельствуют о приблизительно равной суммарной численности определяемых групп микроорганизмов в почве при разных технологиях обработки на контрольном фоне (204-237 млн КОЕ/г) (табл. 4).
4. Численность микроорганизмов в пах применения с отном слое лугово-черноземой почвы п редств комплексной химизации, п=6 (С1 од ячменём в зависимости от технологии обработки и )еднее за 2018-2019 г.) КОЕ/г
Вариант обработки почвы Бактерии на МПА Микроорганизмы на КАА Олигонит-рофилы Фосфатмоби-лизующие Нитрифи-каторы Целлюлозораз-рушающие Грибы Общее количество микроорганизмов, млн
млн тыс.
Контроль
Отвальная 34.5 30.3 89.4 70.8 2.80 37.3 53.2 225.0
Комбинированная 33.1 23.0 78.2 69.9 2.66 45.9 46.3 204.1
Минимально - нулевая 28.1 24.6 102.8 81.7 2.62 47.9 49.2 237.1
Комплексная химизация
Отвальная 26.7 20.9 65.0 79.2 3.52 38.5 36.3 191.8
Комбинированная 34.8 23.6 99.6 85.0 3.76 60.0 67.1 243.0
Минимально - нулевая 32.4 25.8 95.3 88.2 2.41 38.7 48.0 241.8
НСР05: А 6.1 5.98 28.3 19.4 0.33 11.0 13.7 51.5
В 7.5 5.98 34.6 23.7 0.41 13.5 16.8 63.0
С 6.1 5.98 28.3 19.4 0.33 11.0 13.7 51.5
АВ. АС. ВС 10.5 10.4 49.0 33.5 0.58 19.1 23.8 89.2
ABC 14.9 14.6 69.2 F4<F05 0.82 27.0 33.6 F4<F05
Применение средств комплексной химизации не оказало существенного влияния на общее количество почвенных микроорганизмов под ячменем, которое составило на этом фоне 192-242 млн КОЕ/г (±15-19% к контролю). При этом увеличилась численность нитрифицирующих и фосфатмобилизующих бактерий в вариантах с отвальной и комбинированной технологиями обработки почвы. Количество нитрификаторов на фоне с комплексной химизацией возросло к контролю на 25,7
и 41,3%, фосфатмобилизаторов - на 21,6 и 8% соответственно.
Следует отметить положительное влияние средств комплексной химизации на численность олигонитро-филов в вариантах с комбинированной и минимально-нулевой обработками, которая увеличилась, соответственно, на 53,2 и 46,6% по сравнению со вспашкой, а также почвенных грибов, количество которых на фоне комплексной химизации было выше при почвозащит-
ных обработках в сравнении с отвальной на 84,8 и 32,2%.
Интенсивность разложения целлюлозы в варианте с минимально-нулевой обработкой была несколько выше в сравнении с другими технологиями обработки почвы в возрастающем ряду: комбинированная (17,2%) < отвальная (23%) < минимально-нулевая (25,4%).
Применение средств комплексной химизации положительно повлияло на интенсивность разложения целлюлозы при комбинированной обработке почвы, которая увеличилась с 17,2 до 22,6%.
Заключение. Результаты исследований, проведённых в лаборатории ресурсосберегающих технологий ФГБНУ «Омский АНЦ», показали, что:
1. Засоренность посевов ячменя в лесостепи Западной Сибири определяется интенсивностью обработки чернозёмных почв и применением средств химизации. Степень и видовой состав сорного компонента в посеве ячменя в лесостепи Западной Сибири формируются и зависят от интенсивности обработки почвы в севообороте и применения средств интенсификации, включая гербициды. Наиболее засоренные агрофитоценозы ячменя, как по численности, так и по биомассе (в среднем 555 г/м2 - 30,6%), формируются на минимальной системе обработки почвы. Наиболее благоприятные условия для нарастания биомассы ячменя до 2055 г/м2, или в 2,6 раза выше контрольного варианта, складываются при комплексном применении средств химизации, в основном за счет подавления двудольных сорняков, численность и биомасса которых в агрофитоценозе снижается в 5,3-7,6 раза, или до 12,4%.
2. Сопряженность засорённости посевов ячменя с продуктивностью культуры имеет отрицательную направленность и достигает 53,3-74%. Относительная прибавка зерна ячменя от систематического применения гербицидов в зернопаровом севообороте (31 год) достигает 0,77-0,85 т/га (53,3%).
3. Численность определяемых групп почвенных микроорганизмов в пахотном слое лугово-черноземной почвы под ячменем в зернопаровом севообороте составляет 192-242 млн КОЕ/г. Применение комплексной
химизации стимулирует рост численности нитрифицирующих, фосфатмобилизующих бактерий в вариантах с отвальной и комбинированной обработками, олигонит-рофилов и грибов при почвозащитных технологиях возделывания ячменя. Интенсивность разложения целлюлозы возрастает в ряду следующих технологий обработки почвы: комбинированная (17,2%) < отвальная (23%) < минимально-нулевая (25,4%). Угнетения почвенной микрофлоры от изучаемых агроприемов не выявлено.
Литература
1. Система адаптивного земледелия Омской области // И.Ф. Храм-цов, B.C. Бойко, JI.B. Юшкевич и др. - Омск: ИП Макшеевой Е.А., 2020. - 522 с.
2. Юшкевич Л.В. Яровой ячмень в Западной Сибири / JI.B. Юшкевич, Н.И. Аниськов // Земледелие. -2010. -№6. - С. 3-5.
3. Земледелие на равнинных ландшафтах агротехнологии зерновых в Западной Сибири (на примере Омской области): СибНИИСХ. - Новосибирск: РАСХН СО. 2003. - 412 с.
4. Юшкевич Л.В. Влияние агротехнологий на засоренность агрофито-ценоза и продуктивность яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири / Л.В. Юшкевич, B.JI. Ершов, А.Г Щитов // Вестник ОмГАУ. -2021.-№ 1 (41).-С. 75-84.
5. Korchagina IA. Economic efficiency of limgicide application on spring wheat in the southern forest-steppe of Western Siberia 11 I.A. Korchagina, N.K. Trubina, L.V. Yushkevich, A.V. Lomanovsky / В сб.: ЮР Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference. -Stavropol. 2021. - C. 12023.
6. Юшкевич Л.В. Совершенствование технологий возделывания ячменя в лесостепи Западной Сибири / Л.В. Юшкевич, А.Г. Щитов, Н.И. Егорова. Е.В. Штро // Земледелие. - 2013,-№2. - С. 26-28.
7. Кирюшин B.II. Экологизация земледелия и технологическая политика / В.И. Кирюшин. - М.: МСХА. 2000. - 473 с.
8. Termep Е.З. Практикум по микробиологии: учебное пособие для вузов / Е.З. Теппер, В.К. Шильникова; под ред. В.К. Шильниковой. -М.: Дрофа. 2004.-256 с.
9. Синещеков В.Е. Фитосанитарная ситуация в зерновых агроценозах при минимизации обработки почвы: монография // В.Е. Синещеков, Н.В. Васильева и др. - ФГБНУ СибНННЗиХ: Новосибирск. 2015. -138 с.
10. Панин П.Ф. Обработка почвы - главный способ борьбы с сорняками / П.Ф. Ионин // Земледелие. - 1978. -№10. - С. 30-38.
11. Фисюнов A.B. Сорные растения / A.B. Фисюнов. -М.: Колос, 1984. -330 с.
12. Холмов В.Г.. Юшкевич Л.В. Интенсификация и ресурсосбережение в земледелии лесостепи Западной Сибири: Монография / В.Г. Холмов. Л.В. Юшкевич. - Омск: ФГОУ ВПО ОМГАУ. 2006. - 396 с.
UDC: 631.5:633.16:581.55(571.13)
THE EFFECT OF THE USE OF CHEMICALS ON THE WEEDINESS AND BIOLOGICAL ACTIVITY OF THE SOIL UNDER THE SOWING OF BARLEY
Yushkevich L. V., Doc Agr. Sci., Shuliko N.N., Cand Agr. Sci., Khainom O.F., Cand. Biol Sci., Tukmachem E V., Cand Biol Sci
FSBT Omsk agricultural research center, 644012, Russia, Omsk, Pr. Korolev v 26, e-mail; shuUko-ndinmiL ru
Stationary studies were carried out in the forest-steppe of the Omsk region in grain-steam crop rotation on the trailing crop - barley in 2004-2018, the yield of barley grain is given since 1988. The experience M'as two-factor. A study of the weediness of barley crops M'as carried out, depending on the soil cultivation system of varying intensity of impact on the upper soil layer (from dump to minimum-zero) and the use of intensification means. It has been established that the greatest infestation of barley, both in number and in biomass (on average, 555 g / m~~ 30.6%) is formed on the minimum soil cultivation system. The relative increase in barley grain from prolonged use of herbicides reaches 0.77-0.85 t / ha (53.3%). On the variants of the complex application of chemical agents, the biomass of barley rised by 2055 g / m~ (2.6 times) with a decrease in weediness of crops to 12.4% and a significant increase in yield to 3.0-3.5 t /ha. The suppression of the number of agronomically important groups of microorganisms M'as not revealed, which indicates a stable ecological situation in the agrocenosis.
Key words: yield, agrophytocenosis, barley, crop rotation, weediness, soil cultivation system, chemicals, herbicides, biological activity of the soil.
