CC BY
9
УДК 631.548.5:631.874
ЗНАЧЕНИЕ ФАКТОРА СМЕШИВАНИЯ ПОСЕВОВ В СИДЕРАЛЬНЫХ АГРОСООБЩЕСТВАХ НА ТИПИЧНОМ ЧЕРНОЗЕМЕ
А.М. Гребенников, к.б.н.
Почвенный институт им. В.В. Докучаева, e-mail: [email protected]
Показано, что фактор смешивания посевов может существенно влиять на комплекс свойств почв, определяющих их плодородие. Рассмотрено применение метода построения вариантов сравнения для оценки влияния фактора смешивания посевов в сидеральных агросообществах на агрохимические, агрофизические и микробиологические свойства почв. Установлена тесная связь между изменением значений этих свойств и показателями, отражающими продуктивность сидеральных агросообществ и эффективное плодородие.
Ключевые слова: агроценоз, сидеральные агросообщества, фактор смешивания (агроценотический эффект), свойства почв, плодородие.
IMPORTANCE OF CROP MIXING FACTOR IN GREEN MANURE AGROCOMMUNITIES
ON TYPICAL CHERNOZEM А.M. Grebennikov
It is shown that crop mixture factor can affect the complex properties of soil that determining its fertility. There has been examined the usage of the method of construction options for estimation of seeds mixture factor influence in sidereal agro-communities on agro-chemical, agro-physical and microbiological properties of soils. There has been established a close correlation between changes in the values of these properties and indicators ofproductivity of green manure agrocommuni-ties and effective fertility.
Keywords: agrocoenosis, green manure agrocommunities, mixing factor (agrocoenosis effect), properties of soils, fertility.
В немногочисленной литературе, посвященной исследованию влияния растительности на почву, как на среду обитания, в основном рассматриваются отдельные виды растений [1, 2]. Некоторыми авторами отмечается, что смешанные посевы, по сравнению с чистыми, обладают значительно более высоким потенциалом средооб-разования [3]. Использование смешанных агросообществ для сидерации усиливает средообразующее воздействие, оказывая положительное влияние на весь комплекс свойств почв, в результате поступления дополнительного количества органики, содержащей в сбалансированных количествах элементы минерального питания [4].
Цель работы - оценка влияния фактора смешивания посевов в сидеральных агросообществах на изменение микробиологических, агрофизических и агрофизических свойств типичных черноземов, определяющих их плодородие. Рассмотрены результаты исследований биологической активности целлюлозоразрушающих бактерий [5], изменения объемной массы и содержания гумуса (по Тюрину) в пахотном (0-25 см) и подпахотном (25-40 см) слое в вариантах полевого опыта с чистыми посевами кукурузы сорта Бемо, сои сорта Октябрьская, подсолнечника сорта Енисей, пайзы сорта Удалая и их бинарными смесями.
Опыты проводили в 2001-2003 гг. в трех повторениях на стационаре Петринского опорного пункта Почвенного института им. В.В. Докучаева (Курская обл.). Почвы представлены тяжелосуглинистыми мощными типичными черноземами. На учетной площади каждой делянки, составляющей 280 м2 (5,6 х 50), сплошным методом определяли величину биологического урожая сидераль-ных культур и урожайность озимой и яровой пшеницы, которые чередовали с посевами сидератов.
Для оценки влияния фактора смешивания посевов на изменение исследуемых показателей был разработан
метод построения вариантов сравнения. Суть этого метода состояла в расчетном построении для каждого смешанного агросообщества варианта сравнения из соответствующих чистых посевов таким образом, чтобы единственным различием между смешанным агросооб-ществом и вариантом сравнения было наличие фактора смешивания в первом случае и отсутствие - во втором. Для функционально-структурных показателей агросо-обществ (например, продуктивности) и свойств почв, характеризуемых одинаковыми начальными условиями (например, одинаковый вес льняных полотен или бумажных фильтров, закладываемых при определении биологической активности) использовали первую модификацию указанного метода, вариант сравнения для которой выглядит следующим образом: = Р^Л^^ / ПХУ^ где Vsi - вариант сравнения для Ьтой культуры, Рi - значение исследуемого показателя в чистых посевах Ьтой культуры, Wi - доля Ьтой культуры в смешанном посеве, определенная как количество семян этой культуры, отнесенных к норме высева, соответствующей нормальным по плотности посевам = О/^). В тех случаях, когда исследуемые свойства характеризовались неодинаковыми начальными условиями, использовали вторую модификацию метода построения вариантов сравнения. Так, например, исходным значениям агрохимических и агрофизических свойств на делянках опыта свойственно определенное варьирование, поэтому метод построения варианта сравнения в этих случаях применяется к величинам, отражающим изменение этих свойств за время полевого опыта: V« = (□ \¥;*(РШ - Р^)) / где V« -вариант сравнения, Р^ и Р^ - соответственно начальное (до закладки опыта) и конечное (после его завершения) значение исследуемого показателя в чистых посевах ь той культуры [4]. Применение этого метода позволяло сопоставить исследуемые показатели в смешанных и
чистых посевах культур при соблюдении принципа единственности различия. Для оценки значимости влияния фактора смешивания на свойства почв в зависимости от их типа распределения использовался ^критерий Стьюдента для случая неравных дисперсий сравниваемых последовательностей, Б-критерий Фишера и непараметрический метод Краскела-Валлиса.
В пахотном и подпахотном горизонтах черноземов отмечалась общая тенденция возрастания активности целлюлозоразрушающих бактерий (ЦРБ) и содержания гумуса при снижении объемной массы почв (табл. 1). Для построения вариантов сравнения соответствующих активности ЦРБ в исследуемых горизонтах под смешанными агросообществами использовали первую модификацию указанного метода. Вторую модификацию метода применяли для оценки влияния фактора смешивания (агроценотического эффекта) на изменение объемной массы и содержания гумуса в слое чернозема 0-25 и 2540 см. Жирным курсивом в таблице 1 выделены статистически достоверные величины агроценотического эффекта (АЭ), представляющие собой разность между значениями исследуемых свойств почв под агросообщест-
вами (АС) и на соответствующих вариантах сравнения (ВС).
Агроценотический эффект приводил к преимущественной тенденции улучшения рассматриваемых свойств в почвах под всеми агросообществами. Наиболее выраженным это было в почвах под агроценозами кукуруза + соя, соя + подсолнечник и подсолнечник + пайза. Вклад агроценотического эффекта в общий сидеральный эффект увеличения активности ЦРБ, рассчитанный как процентное отношение АЭ к АС, для пахотного горизонта под этими агросообществами соответственно составил 37%, 40 и 46%. Влияние агроценотического эффекта на этот показатель в подпахотном горизонте было значимым только под агросообществом подсолнечник + пайза. Вклад фактора смешивания в общий эффект от сидерации в этом случае составил 32%.
Влияние агроцентического эффекта в указанных аг-росообществах приводило к существенному снижению объемной массы почв. Доля этого фактора в общем разрыхлении пахотного горизонта под агроценозами кукуруза + соя, соя + подсолнечник и подсолнечник + пайза составила 40%, 44 и 69%. Для подпахотного горизонта
1. Влияние фактора смешивания на исследуемые свойства типичных черноземов
Варианты опыта Активность ЦРБ Изменение объемной масса, г/см3 Изменение содержания гумуса, %
АС ВС АЭ АС ВС АЭ АС ВС АЭ
Пахотный горизонт
Кукуруза + соя 27 17 10 -0,10 -0,06 -0,04 0,65 0,39 0,26
Кукуруза + пайза 17 15 2 -0,05 -0,05 0,00 0,53 0,41 0,12
Соя + пайза 20 17 3 -0,06 -0,05 -0,01 0,58 0,32 0,26
Соя + подсолнечник 25 15 10 -0,09 -0,05 -0,04 0,62 0,39 0,23
Пайза + подсолнечник 24 13 11 -0,13 -0,04 -0,09 0,73 0,40 0,33
Подпахотный горизонт
Кукуруза + соя 20 14 6 -0,08 -0,04 -0,04 0,37 0,17 0,20
Кукуруза + пайза 14 12 2 -0,04 -0,03 -0,01 0,03 0,12 -0,09
Соя + пайза 16 13 3 -0,05 -0,03 -0,02 0,35 0,08 0,27
Соя + подсолнечник 20 15 5 -0,07 -0,03 -0,04 0,39 0,11 0,28
Пайза + подсолнечник 19 13 6 -0,09 -0,02 -0,07 0,37 0,10 0,27
2. Влияние агроценотического эффекта на продуктивность агросообществ и урожайность
Варианты опыта Средняя продуктивность, г/м2 сухого вещества Средняя урожайность зерновых культур, ц/га
АС ВС АЭ АС ВС АЭ
Кукуруза + соя 894 512 382 33,4 30,9 2,5
Кукуруза + пайза 653 561 91 31,0 30,4 0,6
Соя + пайза 682 457 225 32,0 31,4 0,6
Соя + подсолнечник 855 547 308 32,8 31,8 1,0
Пайза + подсолнечник 985 614 371 33,9 31,3 2,6
3. Коэффициенты корреляции между значениями свойств почв и средними величинами продуктивности и урожайности зерновых культур (АС), между изменением величин этих _показателей, обусловленных влиянием фактора смешивания (АЭ)_
Исследуемые свойства почв Средняя продуктивность, г/м2 сухого Средняя урожайность зерновых
вещества культур, ц/га
АС АЭ АС АЭ
Активность ЦРБ в пахотном слое 0,84 0,95 0,88 0,77
- // - в подпахотном слое 0,91 0,98 0,95 0,88
Объемная масса пахотного слоя -0,98 -0,81 -0,96 -0,83
- // - подпахотного слоя -0,99 -0,92 -0,99 -0,84
Содержание гумуса в пахотном слое 1,00 0,99 0,96 0,79
- // - в подпахотном слое 0,71 0,87 0,86 0,46
эти величины были соответственно равны 50, 57 и 78%. В результате воздействия фактора смешивания значимое увеличение содержания гумуса в слое 0-25 см произошло под всеми агросообществами, в слое 25-40 см - под 4 из 5. Доля вклада агроценотического эффекта в общее увеличение содержания гумуса в пахотном горизонте под исследуемыми агросообществами оказалась равной 23-45%, в подпахотном горизонте под 4 агроценозами (за исключением варианта кукуруза + пайза) эти величины составляли 54-77%. Полученные результаты были достаточно тесно связаны со средней продуктивностью агросообществ, урожайностью последующих зерновых
культур и влиянием на эти показатели агроценотическо-го эффекта.
Об этом свидетельствуют высокие значения коэффициентов корреляции между показателями, представленными в таблице 2, и исследуемыми почвенными свойствами (табл. 3).
Таким образом, сидерация смешанными агросообществами и влияние в них агроценотического эффекта при правильном подборе культур оказывают сре-дообразующее воздействие на почву, что может быть одним из резервов повышения потенциального и эффективного плодородия типичных черноземов.
Литература
1. Куликова Н.М. К вопросу о взаимоотношении сорных и культурных растений в полях травопольного севооборота // Ученые записки Казанского университета. Т. 114, книга 1, 1954. - С. 93-134.
2. Маркова С.А. О средообразующей роли луговых злаков // Ученые записки Казанского университета. Т. 115, книга 8, 1955. - С. 115-141.
3. Гродзинский А.М., Миркин Б.М. и др. Перспективы функциональной агрофитоценологии // Методологические проблемы аллелопатии. - Киев: Наукова думка, 1989. - С. 15-28.
4. Гребенников А.М. Методические аспекты оценки агроценотического эффекта в сидеральных агросообществах для воспроизводства плодородия типичных черноземов ЦЧЗ // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель, 2010, № 9. - С. 79-89.
5. Методы почвенной микробиологии и биохимии (под ред. проф. Д.Г. Звягинцева). - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 304 с.
УДК 631.452
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ УГОДИЙ*
Н.В. Мищенко, к.б.н., К.Е. Баринова, к.с.-х.н.
Владимирский государственный университет, e-mail: [email protected]
На основе данных регионального почвенного мониторинга выполнена оценка состояния земельных угодий Владимирской области. Показано, что площадь почв с низким содержанием фосфора и калия резко увеличивается. В области происходит подкисление почв: особенно дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почв, доля которых в структуре сельхозугодий составляет 65%. Площади сильнокислых пахотных почв Владимирской области с 1993 по 2006 г. увеличились почти в 10 раз. Составлен прогноз кислотности пахотных почв на ближайшую перспективу 2014 и 2020 гг.
Ключевые слова: региональный почвенный мониторинг, почвенное плодородие, кислотность почв.
ASSESSMENT OF LAND CONDITION IN VLADIMIR REGION N.V. Mishchenko, K.E. Barinova
There has been carried out the assessment of land tenure condition in Vladimir region on the basis of regional soil monitoring data. Soil area with low phosphorous and potassium content appears to be increasing. Soil acidification occurs in the region especially in turf-podzolic sandy-loam and sandy soils which constitute about 65% of the total agricultural land structure. Strong acidic arable land area in Vladimir region increased almost ten times during 1993-2006 years. Arable lands acidification forecast has been made for the nearest future of 2014 and 2020.
Keywords: regional soil monitoring, soil fertility, soil acidity.
При деградации почвенного покрова нарушаются многие биологические, химические и физические процессы, с которыми связано устойчивое состояние биосферы и создание нормальной среды обитания человека. Очевидно, что даже локальные деструктивные явления в почвах, вызванные негативными техногенными воздействиями, могут иметь региональный и даже глобальный отклик, поскольку потоками вещества и энергии почвенный покров связан со всеми сферами Земли [1].
Цель настоящей работы - на основе данных регионального почвенного мониторинга оценить состояние земельных угодий Владимирской области. По данным почвенного обследования Владимирского проектно-изыскательского предприятия «Роснииземпроект», 65% пахотных почв области относится к дерново -подзолистым, 33% - к серым лесным и 2% - к пойменным и болотным почвам. По механическому составу тяжелые суглинки составляют 5,1%, средние - 30,2, лег-
*Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ ГК№ 02.740.11.0734
