CC BY
110
УДК 631.4
Пилецкая О.А., завлабораторией агроэкологических исследований и точного земледелия;
Прокопчук В.Ф., канд.с.-х.наук, профессор,
ДальГ АУ, г. Благовещенск
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМОВИДНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ
Определена целлюлозоразлагающая способность и интенсивность дыхания черноземовидной почвы на фоне длительного применения различных систем удобрений. Целлюлозоразлагающая способность почвы методом «аппликаций» и эмиссия СО2 были ниже контрольного варианта на фоне всех систем удобрений.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ, ЦЕЛЛЮЛОЗОРАЗЛАГАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВЫ, ЭМИССИЯ CO2
UDC 631.4
Piletzkaya O.A., Head of the Laboratory of Agricultural-Ecological Researches and Precise Agriculture;
Prokopchuk V.F., Cand.Agr.Sci., Professor, FESAU, Blagoveshchensk BIOLOGICAL ACTIVITY OF THE CHERNOZEM-LIKE SOIL WHEN A CONTINUOUS FERTILIZING IS APPLIED.
The article has determined the cellulose’s decomposing capability and respiration rate of the chernozem-like soil under the conditions of continuous appliance of different fertilizers systems. The cellulose’s decomposing capability under the “applications” method and CO2 emission have been below the test variant when all the fertilizers systems have been applied.
KEY WORDS: BIOLOGICAL ACTIVITY OF SOIL, CELLULOSE’S DECOMPOSING CAPABILITY OF SOIL, CO2 EMISSION
При изучении почвенной биодинамики большое значение имеет определение актуальной и потенциальной биологической активности почвы. Одним из ведущих методов определения актуальной биологической активности почвы является метод определения целлюлозоразлагающей способности почвы. Данный метод весьма показателен при установлении действия различных систем удобрений на почву. Определение интенсивности дыхания почвы или эмиссии CO2 служит исключительно важной характеристикой потенциального плодородия почвы, поскольку углекислый газ в почве оказывает благоприятное влияние на ее пищевой режим, являясь источником углеродного питания растений.
Амурская область характеризуется своеобразием климата и почвенного по-
крова. Особенностью погодных условий является холодная малоснежная зима, способствующая глубокому промерзанию почвы, и холодная, засушливая затяжная весна, замедляющая оттаивание почвы, в результате чего жизнедеятельность почвенных микроорганизмов сдерживается, что, несомненно, влияет на структуру микробных комплексов, определяет их динамику и активность, обуславливая тем самым специфику процесса трансформации веществ, являющегося ключевым звеном в почвообразовании. Несмотря на важную почвообразующую роль микроорганизмов, биологическая активность почв Амурской области до настоящего времени планомерно не исследовалась. Изучение данного направления остаётся недостаточным (Ше-левой Г. К., 1984, Стёпкина Р.Н., 2001).
33
Проведение исследований в области почвенной биологии позволит более глубоко познать процессы, происходящие в черноземовидных почвах, что представляет определенный интерес.
Целью работы было изучение целлюлозоразлагающей способности и эмиссии СО2 черноземовидной почвы при последействии минеральных и органоминеральных удобрений.
В 2011-2013 годах биологическую активность черноземовидной почвы исследовали в многолетнем стационарном опыте ВНИИ сои в пятом поле десятой ротации 5-го севооборота: однолетние травы - соя -пшеница - соя - пшеница. Наблюдения проводили в вариантах без внесения удобрений непосредственно под пшеницу с последействием следующих систем: 1) без удобрений (контроль), 2) N24, 3) N24P30, 4) N42P48, 5) N24P30+4,8 т навоз на 1 га севооборотной площади. Площадь делянки 180 м2 Опыт имеет три закладки со сдвигом во времени и трехкратную повторность каждой закладки в пространстве. Для выявления влияния различных систем удобрений на биологическую активность почвы в фазы: кущения, выхода в трубку, колошения и восковой спелости определяли эмиссию углекислого газа методом Г.М. Оганова. Также в полевых условиях была определена интенсивность разложения целлюлозы в почве по методу Е.Н. Мишустина и А.Н. Петровой. Сущность метода заключается в сравнительной характеристике биологической активности разных
объектов (разностей почв, вариантов опыта) по интенсивности разложения бязевой ткани, натянутой на стеклянную пластинку. Целлюлозоразлагающая способность была определена в два периода с экспозицией 1 месяц в начале вегетации пшеницы (июнь-июль) и в конце вегетации (июль-август). Об интенсивности целлюлозо-разлогающего процесса судили по потере массы бязевых полосок (Муха В.Д., 2013).
Кроме того, в 2012 и 2013 годах была определена целлюлозоразлагающая способность черноземовидной почвы методом запашки соломы в течение всего вегетационного периода. Перед запашкой солому пропитывали водой и оставляли в течение 4 зимних месяцев на морозе с целью приближения условий ее разложения к естественным. В поле солому весом 5 г (сухого вещества) в сетчатых мешочках помещали в почву на глубину 5 - 10 см. Интенсивность целлюлозоразлогающего процесса определили по потере массы соломы. Статистическую обработку полученных данных выполняли методом оценки различных вариантов полевого опыта по средним многолетним показателям (Ваулин А.В., 1998).
Агрометеорологические условия за 2011-2013 годы исследований были сложными и характеризовались повышенным температурным режимом и неравномерным распределением осадков. Осадков за весенне-летний период 2011 года выпало меньше нормы, а в 2012 и 2013 году больше нормы (рис. 1).
34
25
250
200
Я
П 150 Я и о
100
50
243
208
14!
106
72
79
85
61
22
39
31
20
92
103
50 У,
43
апрель май июнь июль август
■ мн-я Н2011 И 2012 Е3 201Э
0
Рис. 1. Среднемноголетняя и среднемесячные температуры воздуха и сумма осадков за период вегетации пшеницы в районе г. Благовещенска
Целлюлозоразлагающая способность почвы, определенная в ранние фазы развития пшеницы за 2012 и 2013 годы наблюдений, в контрольном варианте изменилась незначительно. К середине вегетации пшеницы, при повышении суточных температур, скорость минерализационных процессов в почве возрастает, следовательно, воз-
росла и скорость разложения ткани по сравнению с ранними сроками. В 2012 году наблюдалась наибольшая целлюлозоразлагающая способность почвы - 2, 61%/сутки, что, вероятно, связано с переувлажнением почвы в июле и повышенным температурным режимом (рис. 2).
35
А
а>
2,5
1,5
0,5
Б
=
ы
н
&*
2
2011-2 2012-1 2012-2 2013-1 2013-2
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
2012
2013
Рис. 2. Целлюлозоразлагающая способность черноземовидной почвы.
А - скорость разложения ткани (1 - июнь-июль, 2 - июль-август), Б - скорость разложения соломы)
3
2
1
0
В среднем за годы исследования в ранние сроки развития пшеницы проявилась тенденция к снижению целлюлозоразлагающей способности черноземовидной почвы относительно контрольного варианта при последействии азотнофосфорных и органо-минеральных удоб-
рений. В более поздние сроки развития пшеницы целлюлозоразлагающая способность почвы была ниже контрольного варианта только на фоне малых доз азотнофосфорных удобрений на 11,7% и органоминеральных удобрений на 10,8% (табл. 1).
Таблица 1
ть черноземовидной почвы
Вариант Скорость разложения ткани Скорость разложения соломы, %/сут (2012-2013)
июнь-июль, %/сут (2011-2012) июль-август, %/сут (2011-2013)
контроль 1,51 2,22 0,46
N24 1,52 2,24 0,49
N24P30 1,23 1,96* 0,47
N42P48 1,38 2,24 0,47
Ш4Р30+навоз 1,26 1,98* 0,51
НСР05=0,30 НСР05=0,24 НСР05=0,08
Примечание - * Статистически значимые изменения на 5% уровне
При определении целлюлозоразлагающей способности почвы методом запашки соломы наблюдался более медленный процесс разложения органического вещества, чем процесс разрушения бязевой ткани, что, возможно, связано с плохим
контактом соломы с почвой и другим набором химических соединений в соломе, чем в бязевой ткани. Значительных изменений в скорости разложении соломы по годам исследований и по последействию различных систем удобрений не наблюда-
36
лось (рис. 2). Следовательно, определение целлюлозоразлагающей способности методом аппликаций бязевой ткани можно считать более информативным.
В почве контрольного варианта эмиссия СО2 по годам исследований изменялась незначительно и, в отличие от целлюлозоразлагающей способности почвы, в ранние фазы развития пшеницы была выше, чем в более поздние сроки. В фазу кущения пшеницы при последействии минеральных удобрений проявилась тенденция к повышению эмиссии СО2 относительно контроля, а в фазу выхода в трубку, наобо-
Эмиссия СО2 черноземовидной п
рот, наблюдалась тенденция к снижению интенсивность дыхания относительно контрольного варианта. В более поздние фазы развития пшеницы эмиссия СО2 оставалась по всем системам удобрения на уровне контроля и только на фоне длительного применения азотных удобрений в фазу восковой спелости была статистически значимо ниже контрольного варианта на 22,7%. При замене части минеральных удобрений на органические эмиссия СО2 во все сроки наблюдения была на уровне контроля (табл. 2).
Таблица 2
в мг на 1 кг в 1 час за 2011-2013 гг.
Вариант Кущение Выход в трубку Колошение Восковая спелость
контроль 78 82 65 66
N24 88 69 64 51*
N24P30 90 72 68 63
N42P48 91 76 65 68
К24Р30+навоз 78 77 65 66
НСРо5=15 НСРо5=18 НСРо5=5 НСРо5=4
Примечание - * Статистически значимые изменения на 5% уровне
ВЫВОДЫ:
1. Во все сроки наблюдений целлюлозоразлагающая способность почвы была ниже контрольного варианта по всем системам удобрений, а скорость разложения соломы была на одном уровне с контролем при последействии всех систем удобрений.
2. При последействии минеральных удобрений проявилась тенденция к повышению эмиссии СО2 по отношению к контролю в фазу кущения пшеницы, но к снижению в фазу выхода в трубку, а в фазу восковой спелости эмиссия СО2 была ниже контрольного варианта только на фоне применения одних азотных удобрений. При последействии органо-минеральных удобрений эмиссия СО2 была на уровне контроля во все сроки наблюдений.
3. В диагностических целях, для выявления действия различных систем удобрений на биологическую активность почвы наиболее информативно определять целлюлозоразлагающую способность методом аппликаций со второй декады июля по вторую декаду августа и эмиссию СО2 в
третьей декаде июля или первой декаде августа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ваулин, А.В. Определение достоверных средних многолетних показателей краткосрочных полевых опытов при обработке результатов исследований методом дисперсионного анализа / А.В. Ваулин // Агрохимия. -1998.-№12.-С.71-75.
2. Муха, В.Д. Практикум по агрономическому почвоведению / В.Д. Муха, Д.В. Муха, А.Л. Ачкасов. - СПб.: Изд-во «Лань», 2013. -480 с.
3. Стёпкина, Р.Н. Эффективность систематического применения удобрений в севообороте на лугово-черноземовидных почвах Приамурья / Стёпкина Р.Н. - Благовещенск: Даль-ГАУ, 2001. - 146с.
4. Шелевой, Г.К. Влияние предшественников, удобрений и способов обработки на биологическую активность почвы под соей / Г.К. Шелевой, С.В. Рафальский, В.Ф. Клюева // Интенсификация возделывания сои на Дальнем Востоке/ ВАСХНИЛ, Сиб. отд-ние. - Новосибирск, 1984. - С. 36-45.
37
