CC BY
28
зования атмосферной влаги возросла в 1,3 раза. Следовательно, улучшение агрофизических свойств и питательного режима почвы служит важным резервом рационального использования атмосферных осадков.
Таким образом, внесение в севообороте зеленого удобрения, как отдельно, так и совместно с минеральными удобрениями, улучшает агрофизические свойства почвы, уменьшает непродуктивное испарение влаги с ее поверхности и тем самым способствует более полному и рациональному испарению влаги почвой.
Литература
1. Дедов A.B. и др. Приемы сохранения и восстановления плодородия в воронежских черноземах. - Воронеж: Воронежский ГАУ, 2007. - 32 с.
2. Крючков М.М., Потапова Л.В., Ма-рочкин P.A. Сидеральные пары на выщелоченных черноземах Рязанской об-ласти//3емледелие, 2010. - № 7. - С. 18-20.
3. Уразалиев Р.В., Конопьянов К.Е. Особенности водного режима почвы на разных видах паров//3емледелие, 2001. - № 5. - С. 32.
4. Зезюков Н.И., Острецов В.Е. Сохранение и повышение плодородия черноземов. - Воронеж: Центр.-Чернозем. кн. изд-во, 1999. - 312 с.
5. Бялый А.М. Водный режим в севооборотах на черноземных почвах Юго-Востока. - Л.: Гидрометеоиздат, 1971. -232 с.
Inventories of available moisture in the soil under winter wheat on busy fallow and green manure fallow
A.N. Pichugin
Use of green manure in fallow, both separately and in conjunction with mineral fertilizers improves agrophysical properties, reduces unproductive evaporation from the soil surface and thus contributes to more complete and rational evaporation of soil moisture.
Keywords: winter wheat, busy fallow, green manure fallow, soil moisture, available moisture.
УДК 631.82:631.46:633.854.78(470.32)
Влияние удобрений на биологическую активность почвы при выращивании подсолнечника
Е.А. СОБОЛЕВА А.Л. ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук
Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра E-mail: [email protected]
Установлено, что применение различных доз удобрений способствует повышению урожайности подсолнечника и сбора масла в условиях южной части ЦЧР. Наиболее эффективны дозы удобрений, рассчитанные балансовым методом. Получены данные по численности различных групп микроорганизмов и ферментативной активности почв, а также установлена их взаимосвязь.
Ключевые слова: подсолнечник, дозы удобрений, урожайность, маслич-ность, ферментативная активность почвы.
Подсолнечник - основная масличная культура, возделываемая в России на площади более 7 млн га. В Воронежской области посевные площади под подсолнечником занимают около S03 тыс. га, а сбор семянок достигает 777,6 тыс. т. В 2011 г. условия для выращивания этой культуры сложились наиболее благоприятно, валовой сбор семянок составил 1 млн т. Прогнозируемый урожай до 2020 г. остается на уровне 770 тыс. т [1].
Проблема современных агротех-нологий - контроль плодородия почвы. При этом необходимо учитывать численность и активность почвенных микроорганизмов как важного звена в системе трансформации органического и неорганического вещества и создания элементов, доступных для питания растений.
Численность микроорганизмов в почве может резко изменяться в зависимости от выращиваемых культур, фазы развития растений, способов обработки почвы, вида удобрений. Лимитирующими факторами являются влажность и температура, которые определяют степень активности микроорганизмов [2]. Изменение численности микроорганизмов в разные фазы развития растений сви-
детельствует о динамичном состоянии углерод- и азотсодержащих соединений в прикорневой зоне.
Запас биологических возможностей почвы исследователи определяют по уровню ферментативной активности различных агроценозов [3, 4].
В 2007-2009 гг. проводили исследования с целью оптимизации доз удобрений при выращивании подсолнечника в условиях южной части Воронежской области (Калачеевский район). Объектом служил подсолнечник сорта Воронежский 638 [5]. Растения выращивали на опытных делянках в восьмипольном севообороте: черный пар - озимая пшеница -сахарная свекла - кукуруза на силос
- горох - озимая пшеница - ячмень
- подсолнечник.
Почва участка - чернозем обыкновенный глинистый с содержанием гумуса 4,97-5,96 %, подвижного фосфора - 85 мг/кг, обменного калия -174 мг/кг почвы, рН 6,1-6,5. В це-
' ' 1 водн. ' '
лом повенно-климатические условия хозяйства были пригодными для выращивания подсолнечника с высокими урожайными характеристиками [6].
Повторность опыта трехкратная, расположение вариантов - систематическое шахматное, расположение повторений - ярусное, общая площадь делянки - 42 м2, учетная - 24 м2. Агротехника подсолнечника была общепринятой для Воронежской области. Вносили следующие дозы удобрений: 1Х90Р60К60 (рекомендованная для ЦЧр); ^К«,; х,2оРеоКео и Ы83Р53К52 (рассчитанная балансовым методом).
Микроорганизмы, использующие органические формы азота, выращивали на мясопептонном агаре (МПА), актиномицеты и микроорганизмы, 5 утилизирующие минеральные фор- | мы азота, определяли на крахмало- ® аммиачном агаре (КАА). Грибы учи- | тывали на среде Чапека. Азотобак- 5 теры и олигонитрофильные микро- 2 организмы (в том числе дрожжи т и^отусев) выращивали на среде м Эшби, целлюлозоразрушающие мик- о
ы
роорганизмы - на среде Гетчинсо-на. Для учета бациллярных форм микроорганизмов использовали смешанный агар: МПА + сусло в отношении 1:1. МПА готовили обычным способом - из семибаллингового сусла (рН 7,0) и 2 % агар-агара непосредственно перед посевом [3]. Сроки учета зависели от состава питательной среды и группы микроорганизмов. На МПА его осуществляли на 2-е-3- и сут роста, на КАА - на 7-8-е сут, на среде Чапека и сусло-агаре - на S-7-е сут инкубации, на питательной среде Эшби - на S-6-е сут. Подсчет числа колоний проводили со дна чашки в проходящем свете. На месте подсчитанной колонии чернилами по стеклу ставилась точка.
В 2007 г. была получена наибольшая урожайность подсолнечника по вариантам опыта. В варианте с применением удобрений, рассчитанных балансовым методом, наблюдалась хорошая отзывчивость культуры, а семена имели самую высокую мас-личность - S2,3 %, что позволило получить максимальный сбор масла - 6,3 ц/га. Высокая урожайность (1,71 т/га) отмечена в варианте с внесением М90Р90К60. Фосфорные удобрения оказали благоприятное влияние на масличность и сбор масла, которые составили в этом варианте соответственно S1,8 % и S,6 ц/га. Применение двойной дозы азотных удобрений можно считать нецелесообразным, поскольку урожайность семянок не достигала ожидаемого результата (табл. 1).
В 2008 г. урожайность подсолнечника была ниже, чем в предыдущем. Наиболее оптимальной оказалась доза удобрений, рассчитанная балансовым методом. Урожайность в этом варианте составила т/га, сбор масла - 4,2 ц/га.
Наименьшая урожайность получена в 2009 г. Повышение дозы фосфорных удобрений было неоправданным: урожайность и сбор масла составили соответственно 1,23 т/га и 3,1 ц/га. По сравнению с рекомендованной для чернозема обыкновенного дозой удобрений урожайность оказалась на 0,08 т/га выше, сбор масла 2 - на 0,4 ц/га ниже. Вариант с примеси нением двойной дозы азотных удоб-(о рений не показал себя как оптималь-г ный. Урожайность превышала конт-ш роль на 0,1 т/га, масличность соста-1; вила 39,3 %. Лучшим был вариант с ч использованием удобрений, рассчитанных балансовым методом: уро-
§ жайность - 1,28 т/га, масличность -т
42,4 %, сбор масла - 3,4 ц/га.
Влияние калийных удобрений на урожай подсолнечника на черноземах пока изучено мало. Оно зависит не только от обеспеченности азотом и фосфором, но и от климатических и почвенных условий.
В таблице 2 приведены данные по содержанию различных групп микроорганизмов в почвенных образцах.
По соотношению общей численности микроорганизмов (М.Ч.), утилизирующих минеральный азот, и микроорганизмов, ассимилирующих азот органических соединений, т.е. по коэффициенту напряженности (КАА:-МПА), можно судить о процессах трансформации органического вещества почвы.
В наших опытах коэффициент напряженности в течение вегетации увеличивался. Изменение численности и соотношения между аммонифицирующими микроорганизмами и микроорганизмами, использующими минеральный азот в процессах метаболизма, указывает на то, что в прикорневой зоне подсолнечника преобладали процессы минерализации органического вещества. Это подтверждают коэффициенты, полученные в уравнении регрессии: М.Ч. а 464,04 + 0^Х + 2,04У (1), где X - аммонифицирующие микроорганизмы, шт..103; У - нитрифи-
цирующие микроорганизмы, шт. .103.
Наибольшая численность аммони-фикаторов и нитрификаторов отмечалась в фазе образования корзинки. К моменту созревания семянок количество микроорганизмов из этих групп снижалось более чем в два раза. Следовательно, только в одну из фаз баланс органики в почве мог иметь положительное значение, и прирост органики преобладал над процессами ее распада.
Коэффициенты в уравнении регрессии (1) подтверждают пропорциональную зависимость между процессами аммонификации и нитрификации. Доля влияния этих факторов составляла соответственно 69 и 31 %.
Численность всех видов микроорганизмов в течение вегетации подсолнечника уменьшалась, на что повлияли высокие температуры и снижающаяся влажность почвы. Как видно из уравнения (2), вклад указанных факторов в численность микроорганизмов был неодинаков и носил обратно-пропорциональный характер:
М.Ч. а 1046,02 + 17,1Х + 30,3У (2),
где X - температура, °С; У - влажность, %.
На общем количестве микроорганизмов в почве отрицательно сказывалась высокая температура окружающей среды с долей влияния этого
I. Урожайность, сбор масла и качество семян подсолнечника сорта Воронежский 638 в зависимости от дозы минеральных удобрений
Год Вариант Урожайность, т/га Маслич- ность, % Сбор масла, Ц/га Лузжис- тость, % Масса21000 семян, г
2007 Контроль 1,40 47,8 4,4 39,8 81,1 х90 Р60 к60 1,55 50,5 4,8 38,5 82,7 х90 Р90 к60 1,71 51,8 5,6 37,0 82,7 х120 Р60 к60 1,63 49,5 4,9 39,4 83,9 х83Р5зк52 1,90 52,3 6,3 36,8 83,3
2008
2009
(балансовый метод) НСР0,5 Контроль х р и
90 60 60
^0 Р90 К60
х Р к
120 60 60
х8зр5зк52 (балансовый метод)
нср0,5
Контроль
х90 Р60 К 60
х р к
90 90 60
х Р к
1 120 Р 60 К60 х р к
83 53 52
(балансовый метод) НСР0,5 В Контроль
сРеДнем х90 Р60 к60
х90 р90 к60
х Р к
120 60 60
х83Р53к52
(балансовый метод)
0,02 1,3 1,3
1.43
1.44 1,55
0,08 1,0 1,15 1,23 1,20 1,28
0,09 1,23 1,33 1,46 1,42 1,58
38,5 41,2
43.4
39.5 44,2
38.2 41,0 41,8
39.3
42.4
41.6
44.2
45.7
42.8
46.3
0,16 2,9 3,2 3,7
3.6 4,2
0,13 2,2
2.7
3.1
2.8 3,4
0,18
3.2 3,6 4,1 3,8 4,6
41,2 40,6 39,6 41,0 38,2
42.2 42,0
39.3 39,9 37,6
41,1
40.4 38,6 40,1
37.5
80,4 82,2 82,4 83,0 84,3
80,0 80,2 80,4 82,1 82,2
80,5
81.7
81.8 83,0 83,3
2. Количество микроорганизмов в зависимости от фазы развития растений подсо1нечника, шт.-Ю3 на I г абс. сух. почвы (в средем за 2007-2009 гг.)
Фаза Аммонифицирующие бактерии Микроорганизмы, использующие минеральный азот Коэффициент напряженности (КАА:МПА) Актино-мицеты Сапрофитные грибы Целлюлозо-разрушающие микроорганизмы Азотобактер Всего
Всходы 500 408 0,81 229 138 67 547 1 889
Образование 211 267 1,27 260 163 93 417 1 411
корзинки Цветение 325 385 1,18 178 102 30 366 1 386
Созревание 168 207 1,23 132 70 24 231 832
фактора 4S %, и положительно -влажность почвы (SS %).
По данным таблицы 2 можно говорить о достаточно высоком уровне окультуренности почвы, при котором численность грибов в 3-S раз ниже численности почвенных бактерий.
Численность актиномицетов, сапрофитных грибов и целлюлозораз-рушающих микроорганизмов постепенно снижалась во все фазы развития растений. К фазе цветение -созревание семянок остатки целлю-лозосодержащих структур проходили окончательные этапы деградации, и почва была обеднена формами целлюлозы как источником углерода и азота для этих групп микроорганизмов. Количество азотобактера в почве к фазе формирования корзинок было наибольшим. К моменту созревания семянок она снизилась, возможно, вследствие уменьшения содержания почвенной влаги в прикорневой зоне растений. Бактерии рода Azotobacter могут служить биоиндикатором загрязнения почвы.
Увеличение температуры и влажности выше оптимальных пределов вызывало резкое снижение активности ферментативных процессов в почве. Наибольшая ферментативная активность наблюдается при оптимальном сочетании температуры и влажности почвы: для каталазы - 1622 °С и 16-20 %, для фосфатазы и уреазы - 17-23 °С и 18-23 %, для ин-вертазы - 1S-22 °С и 18-2S %.
Каталаза (оксидоредуктаза) - фермент, катализирующий разложение
перекиси водорода, относится к классу окислительно-восстановительных ферментов. Активность фосфатазы динамична в течение всего периода вегетации. В фазы активного роста растений при оптимальной влажности и температуре среды она максимальна. Многие авторы отмечают увеличение активности фосфатазы в зависимости от общей численности микроорганизмов и количества микроорганизмов, минерализующих органические соединения фосфора. Высокая активность уреазы на нейтральных и особенно щелочных почвах может привести к газообразным потерям азота [7, 8].
Основной фактор, определяющий инвертазную активность, - жизнедеятельность микроорганизмов. Инвер-таза принимает участие в круговороте органического вещества и минерализации почв, а также оказывает каталитическое действие на процесс разложения сахарозы. Она отражает уровень плодородия и биологической активности почв.
Ферментативная активность почвы зависит от фазы развития растений и того, какая группа микроорганизмов преобладает, определяет направленность процессов минерализации или аммонификации (табл. 3).
Данные, представленные в таблице 3, свидетельствуют о низкой ферментативной активности почвы, что было связано с длительными периодами засухи в течение вегетации растений. Так, общая микробиологическая активность каталазы и фосфа-тазы соответствовала «бедному»
3. Ферментативная активность почвы (на I г воздушно-сухой почвы) по фазам развития подсолнечника (в за среднем 2007-2009 гг.)
Фаза вегетации Фосфатаза, мг фенолфталеина Инвертаза, мг глюкозы Уреаза, мг NH3 Каталаза, мл О2 за 3 мин
Всходы 1,04 42 25,0 3,28
Образование корзинки 0,86 35 20,4 3,18
Цветение 0,80 34 17,7 3,3
Созревание 0,67 30 17,4 2,51
НСР„,5 0,02 1,0 0,33 0,03
3 Земледелие № 6
уровню, активность инвертазы и уреазы - «среднеобогащенной» обеспеченности почвы.
Как видно из уравнения (3), количество микроорганизмов в почве находится в прямо-пропорциональной зависимости от активности фос-фатазы и уреазы.
М.Ч. а -804,88 + 4410,19Х + 76,08У
(3),
где X - активность уреазы, мг/г; У - активность фосфатазы, мг/г.
В годы исследований ферментативная активность была в большей степени связана с процессом аммонификации. Доля влияния фосфатаз-ной и уреазной активности составляла соответственно 98 и 2 %. В связи с тем, что активность фосфатазы в почве коррелировала с процессами аммонификации, ее значения сравнивались с показателями активности инвертазы и каталазы.
В уравнениях (4) и (5) отражена взаимосвязь между фосфатазной, инвертазной и каталазной активностью почвы.
М.Ч. а -1436,63 + 325,14Х + 2158,79У (4) ,
где Х - активность фосфатазы, мг/ г; У - активность каталазы, мг/г.
М.Ч. а -878,82 - 7,91Х + 3011,61У (5) ,
где Х - активность фосфатазы, мг/ г; У - активность инвертазы, мг/г.
Фосфатазная активность имела прямую зависимость от каталазной и обратно-пропорциональную - от инвертазной. Косвенно эти значения могут свидетельствовать о том, что каталазная активность присуща процессам аммонификации, а инвертаз-ная связана с процессами нитрификации, протекающими в почве. Доля ы влияния этих факторов составляет 87 е и 13 % для каталазы и 99 и 0,26 % - 1 для инвертазы относительно фосфа- д тазы. 1
Таким образом, в условиях Южной е
Лесостепи ЦЧР при выращивании 2
подсолнечника наиболее эффектив- 2
ны дозы удобрений, рассчитанные 2
балансовым методом. Биологическая 2
со
17
УДК 633.2X632.9S4
Защита семенных посевов фестулолиума от сорной растительности в Лесостепи Центрального Черноземья
активность почвы находится на достаточно низком уровне, что подтверждается невысокой численностью микроорганизмов. Коэффициенты напряженности (КАА:МПА) увеличивались по фазам вегетации подсолнечника, что указывает на преобладание процессов минерализации гумуса чернозема обыкновенного. В годы проведения исследования наблюдалась зависимость ферментативной активности от изменения общей численности микроорганизмов в почве. Максимальная активность фосфата-зы отмечена в фазе всходов.
Литература
1. Посевные площади, валовые сборы со всех земель за 2007-2009 гг./Статис-тический бюллетень. - Воронеж, 2009. -80 с.
2. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. - М.: Наука, 1976. -180 с.
3. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв: Учебник - 2-е изд., доп. и пе-рераб. - М.: Изд-во МГУ, 1989. - 336 с.
4. Кордуняну П.В. Удобрение и качественный состав белка и масла подсолнечника. - Кишинев: Штиинца, 1982. -238 с.
5. Павлюк Н.Т., Павлюк П.Н., Фомин Е.В. Подсолнечник в Центрально-Черноземной зоне России. - Воронеж, 2006. -255 с.
6. Булгаков Н.Г. Контроль природной среды как совокупность методов биоиндикации, экологической диагностики и нормирования/Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. Обзорная информация. - СПб: ВНИТИ, 2003. - № 4. - С. 33-70.
7. Алиев С.А. Энзимология почв. -Новосибирск, 1987. - 37 с.
Influence of fertilizers on biological activity of the soil while sunflower cultivation
E.A. Soboleva, A.L. Lukin
It have been established that use of various doses of fertilizers promotes to increase of sunflower's yeild and oil extraction in the conditions of south part 2 of Central Chernozem zone. The most § effective doses of fertilizers calculated by ,£, balance method. Data on number of 2 different groups of microorganisms, ф enzymatic activity of soils and their ■E interrelation was obtained. ® Keywords: sunflower, doses ® of fertilizers, yeild, oil content, enzymatic 5 activity of soil.
ш ш
m ■
B.H. ОБРАЗЦОВ, кандидат сельскохозяйственных наук В.А. ФЕДОТОВ, доктор сельскохозяйственных наук
Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I E-mail: [email protected]
Приведены результаты исследований видового состава сорной растительности на семенных посевах фестулолиума в Лесостепи Центрального Черноземья и определена эффективность применения перспективных гербицидов.
Ключевые слова: фестулолиум, многолетние травы, семенная продуктивность, гербициды, сорняки.
Фестулолиум (х Festulolium F. Aschers, et Graebn.) - новая в отечественном кормопроизводстве культура, полученная во ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса с использованием гибридизации в системе родов Lolium (райграс) и Festuca (овсяница). Ее преимущества перед другими мятли-ковыми - хорошая отавность, повышенное содержание сахаров и более высокая зимостойкость [I-З]. На современном этапе развития сельского хозяйства отмечается высокая эффективность культурных сенокосов и пастбищ на основе фестулолиума сорта ВИК-90 [4, S].
Широкое применение этой культуры в кормопроизводстве сдерживается дефицитом семян, который обусловлен несовершенством агро-технологии их производства. Всходы фестулолиума появляются медленно
и значительно угнетаются сильнорослыми сорняками. Высокое содержание семян сорняков (более 120 тыс. шт/кг) даже при многократной очистке на семяочистительных машинах не всегда позволяет получить кондиционный семенной материал культуры, что приводит к значительным потерям урожая [6].
В связи этим возникла необходимость выявить наиболее перспективные гербициды для борьбе с сорняками в посевах фестулолиума.
Полевые опыты проводили в 20092011 гг. на полях УНТЦ «Агротехноло-гия». Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднесуглини-стый с содержанием гумуса 4^6 %, подвижного фосфора - 129 мг/кг, обменного калия - 118 мг/кг (по Чи-рикову), рНсол от S,1, сумма поглощенных оснований - от 21,3 до 22,2 мг на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 74-86 %.
В качестве предшественника под фестулолиум использовали викоов-сяную смесь на зеленый корм. Подготовка почвы к посеву была общепринятой для создания семенных травостоев многолетних трав в Центральном Черноземье. Схема опыта включала контрольный вариант (без обработки) и применение трех гербицидов в различных концентрациях в первый год жизни семенного травостоя: Лонтрел Гранд (0,12; 0,12S; 0,13 кг/га), Дикамба (0,1; 0,^; 0,2 л/га), Аврорекс (0^; 0^; 0,6 л/га). Обработку гербицидами проводили однократно в фазе кущения с использованием ручного ранцевого
I. Соотношение групп сорняков в семенном травостое фестулолиума первого года жизни, %
Группы сорняков 2009 г. 2010 г. 2011 г.
Одно- и двулетние , всего 54,1 60,3 54,4
яровые ранние 7,7 8,6 5,1
яровые поздние 20,5 29,4 25,1
зимующие 25,9 22,3 24,2
Многолетние, всего 45,9 39,7 45,6
корнеотпрысковые 36,2 30,6 34,5
корневищные 3,3 1,2 2,2
стержнекорневые 6,4 7,9 8,9
