Влияние длительного применения средств химизации на микробиологическую активность дерново-подзолистой почвы Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, ПОЧВОВЕДЕНИЕ

Известия ТСХА, выпуск 2, 2008 год

УДК 631.174:631.461:631.445.24

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

Л.М. ПОДДЫМКИНА, к. с.-х. н. (Кафедра земледелия и методики опытного дела)

В Длительном полевом опыте МСХА имени КА. Тимирязева изучали влияние удобрений, известкования, севооборота на микробиологическую активность почвы. Установлено, что длительное применение удобрений, севооборота и периодическое известкование легкосуглинистой дерново-подзолистой почвы способствовало оптимизации микробного комплекса пахотного слоя и повышению уровня микробиологической активности почвы. Общая численность микроорганизмов (бактерий и актиномицетов) в почве при длительном применении удобрений увеличивалась, а грибов — уменьшалась, численность бацилл и актиномицетов также повышалась, особенно на фоне известкования.

Для управления процессами взаимодействия удобрений с почвой и растениями и разработки оптимальных систем применения удобрений в различных почвенно-климатических условиях большое значение имеет установление характера действия применяемых удобрений на показатели плодородия почвы. Установлено, что эффективность применяемых органических и минеральных удобрений на различных почвах находится в определенной связи с их биологической активностью [1,2]. Наиболее существенное положительное влияние на численность микроорганизмов оказывают азотные удобрения, затем фосфорные и менее существенное — калийные при их применении в одинарной дозе. Положительное действие минеральных удобрений на численность и интенсивность жизнедеятельности отдельных физиологических групп микроорганизмов усиливается при наличии влаги [7].

Следовательно, от системы применения удобрений зависит изменение микробного комплекса пбчвы в сево-

обороте и при бессменной культуре. На этот процесс влияет также биология и агротехника полевых культур.

Методика

Исследования проводили в 20022004 гг. в Длительном полевом опыте МСХА, заложенном в 1912 г. проф. А.Г. Дояренко. Основные положения методики и условия проведения длительного опыта ТСХА изложены в монографии [14]. Общие агротехнические мероприятия в севообороте и на участке бессменных посевов осуществляются единовременно, в оптимальные сроки для условий Московской обл.

Микробиологическую активность

почвы определяли на озимой ржи и на пару в бессменных посевах и в севообороте в вариантах: без удобрений, №К, №К+навоз, №К+навоз+из-весть в 2 срока — в фазу колошения и при уборке.

Почвенные образцы отбирали с глубины пахотного слоя (0-20 см) буром, который перед взятием образца тща-

тельно очищали и промывали от оставшихся частиц почвы спиртом. Среднюю почвенную пробу составляли путем смешивания отдельных образцов на чистой полиэтиленовой пленке, протертой спиртом. С каждой делянки отбирали образцы из 5 точек методом конверта. Смешанную пробу помещали в полиэтиленовые пакеты с подготовленной заранее этикеткой. Почвенные образцы анализировали в день взятия пробы. Одновременно со взятием пробы почвы на микробиологический анализ из средней пробы брали навеску почвы в алюминиевые стаканчики для определения влажности. Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом.

Определение численности почвенных микроорганизмов проводили на плотных питательных средах методом разведений [8, 15]. Численность цел-люлозоразлагающих микроорганизмов определяли высевом 1 мл почвенной суспензии на среду Гетчинсона с кружком стерильной фильтровальной бумаги. Посеянные чашки помещали во влажную камеру. Подсчет колонии проводили после 10-дневной инкубации в термостате при температуре 2526°. Целлюлозоразлагающую активность микроорганизмов устанавливали по интенсивности разложения льняного полотна в почве по методике И.С. Во-строва, Н.Н. Петровой [4]. Азотфикси-рующие и денитрифицирующие микроорганизмы учитывали на жидких средах методом титра. Азотфиксиру-ющие анаэробные микроорганизмы (p. Clostridium) учитывали посевом в среду С.Н. Виноградского. Азотфикси-рующие аэробные микроорганизмы (p. Azotobacter) в образцах почвы определяли методом «комочков обрастания» [3]. Денитрифицирующие бактерии (p. Pseudomonas) выращивали на среде Гильтая в модификации Е.Ф. Березовой, их численность учитывали по газообразованию. Бактерии, использующие органический азот почвы, учитывали на мясопептонном агаре (МПА);

использующие минеральные формы азота — на крахмало-аммиачном агаре (КАА); микроскопические грибы — на подкисленном сусло-агаре (СА), спорообразующие бактерии (p. Bacillus sp.) — на 50% мясопептонном агаре + 50% сусло-агаре (МС).

Результаты

При определении общей численности микроорганизмов во всех вариантах опыта в течение 2002-2003 гг. установлено заметное ее увеличение к концу вегетации, что находилось в прямой зависимости от изменения температуры и влажности почвы.

Полученные нами экспериментальные данные свидетельствуют, что динамика численности микрофлоры обусловлена как экологическими факторами, так и вносимыми удобрениями и другими агротехническими приемами (табл. 1). Анализируя результаты исследований общей численности микроорганизмов в почве, следует выделить три фактора, которые и определяли их количество. Во-первых, наличие растительности, в данном случае озимой ржи, во-вторых, внесение удобрений как минеральных, так и органоминеральных, в-третьих — внесение извести.

Необходимо отметить увеличение численности микроорганизмов под посевом озимой ржи как при бессменной культуре, так и в севообороте по сравнению с паром. Наличие культуры обуславливает и наличие корневых и пожнивных остатков, которые пополняют органическое вещество почвы. Все это способствует повышению микробиологической активности почвы. Численность микроорганизмов выше в севообороте, чем под бессменной культурой. Подобная закономерность прослеживается и при внесении удобрений.

Общей для всех вариантов опыта закономерностью является увеличение количества микроорганизмов от момента колошения до уборки. Более замет-

Влияние удобрений на общую численность микроорганизмов в пахотном слое почвы в севообороте, при бессменном возделывании озимой ржи и в паровом поле, тыс. шт/г абсолютно сухой почвы (2002-2003 гг.)

ное влияние удобрений на микрофлору почвы наблюдалось в бессменном пару, чем под посевами озимой ржи.

Внесение удобрений, особенно орга-номинеральных (ОТ^навоз) на фоне известкования, существенно увеличивало численность микроорганизмов. Так, при внесении NPK она возрастала в 2,2 раза, NPK и навоза — в 3,5 раза и ЫЖ, навоза и извести — в 8,9 раза по сравнению с неудобренным фоном. Применение навоза в севообороте и на бессменном паровом поле способствует сглаживанию действия севооборота на численность микробов почвы, поскольку навоз в значительной степени устраняет дефицит органического вещества в паровом поле и выравнивает его разнокачест-венность.

Таким образом, наибольшая численность микробов в пахотном слое почвы установлена на фоне известкования при применении органомине-ральных удобрений. В бессменном пару, в варианте без извести в среднем за вегетацию численность микроорганизмов составила 2542, а на фоне известкования — 6417 тыс. шт/г (рНС0Л. соответственно 5,19 и 6,3), Полученные результаты свидетельствуют о значи-

тельном положительном влиянии нейтрализации кислотности почвы на ее микробиологическую активность.

В последующих исследованиях были определены различные группы микроорганизмов. Нами было установлено, что численность сапрофитных бактерий, определяемых на мясопеп-тонном агаре (МПА), зависела от удобрений, культуры и агротехники ее возделывания (рис. 1). Так, количество бактерий, использующих азот органических соединений, в почве бессменного пара без удобрений было в среднем за 2002-2003 гг. в 3-6 раз меньше, чем под посевами озимой ржи. Характерно, что увеличение их численности в почве парового поля происходит только к концу вегетационного периода. Установленные различия в численности сапрофитных бактерий в пахотном слое почвы бессменного пара и под озимой рожью обусловлены, прежде всего, различным содержанием органического вещества в почве.

Применение минеральных удобрений стимулировало рост численности сапрофитов. Установлено, что наиболее высокие темпы роста численности микроорганизмов наблюдаются в почве бессменного пара как при вне-

Рис. 1. Численность микроорганизмов, использующих органические формы азота (на МПА) в пахотном слое почвы (0-20 см) в севообороте, при бессменном возделывании озимой ржи и в паровом поле (2002-2003 гг.)

сении минеральных, так и органических удобрений. В результате применения органоминеральных удобрений и извести численность сапрофитных бактерий в почве бессменного пара была практически такой же, как и под озимой рожью (соответственно 1980 и 2138 тыс. шт/г абсолютно сухой почвы).

При бессменном возделывании озимой ржи внесение минеральных удоб-

рений способствовало увеличению численности бактерий, использующих органический азот, в среднем на 62%, совместно с навозом — на 101%, при комплексном внесении органомине-ральных удобрений и извести — на 163% в сравнении с вариантом без удобрений.

Под озимой рожью в севообороте численность данных микроорганизмов

была меньше, чем на бессменных посевах ржи, за исключением варианта без удобрений, где их оказалось на 41% больше.

Важную роль на более поздних этапах разложения органических остатков играют бациллы (p. Bacillus sp.). В пару наблюдалось увеличение их численности в 2 раза при совместном внесении удобрений, навоза и извести по сравнению с контролем. В этой связи можно заключить, что бациллы более требовательны к реакции почвенного раствора и содержанию органического вещества в почве.

С применением минеральных удобрений под озимую рожь в бессменных посевах численность бацилл увеличивалась в 1,7 раза по сравнению с неудобренным фоном. При внесении NPK и навоза, а также извести численность бацилл за 2002-2003 гг. составила 339349 тыс. шт/г (см. рис.1).

Следовательно, при возделывании озимой ржи как бессменно, так и в севообороте численность бацилл в пахотном слое почвы была примерно на одном уровне. Вместе с тем в исследованиях, проведенных ранее [10], отмечалось уменьшение количества бацилл в почве бессменного посева ячменя по сравнению с севооборотом. Возможно, это связано с биологией культур и их влиянием на микробиологическую активность почвы.

Почвенные микроорганизмы способны использовать многие источники азота, в т. ч. неорганические азотистые соединения [5, 6]. Их численность существенным образом зависела от наличия растительности. Так, в почве под озимой рожью без внесения удобрений (рис. 2) численность микроорганизмов (на КАА) была в 6-10 раз больше, чем в почве бессменного пара. Характерно, что численность данной группы микробов значительно превышала численность микроорганизмов, использующих органический азот. Под влиянием минеральных удобрений (NPK) отмечена тенденция увеличения

их численности. В почве бессменного пара их количество увеличилось наиболее заметно (в 2,4 раза), под озимой рожью — в 1,4 раза как в бессменных посевах, так и в севообороте.

Совместное применение минеральных удобрений и навоза способствовало дальнейшему заметному росту численности данной группы микроорганизмов, в частности, в почве под бессменным паром в 4 раза, на бессменной ржи — в 2,5 раза и в севообороте — в 2 раза по сравнению с численностью на фоне ЫЖ. Таким образом, наиболее высокая численность микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, установлена на фоне комплексного применения ЫЖ, навоза и извести.

Актиномицеты, так же как и бактерии на КАА, принимают активное участие на более поздних этапах разложения органического вещества [11]. Их численность в пахотном слое почвы в варианте без удобрений была в 2—3 раза выше, чем в бессменном пару. Применение минеральных удобрений способствует увеличению численности актиномицетов под озимой рожью (бессменно) на 40%, в севообороте — на 42% и в меньшей степени — в бессменном пару (соответственно 164 и 129 тыс. шт/г абсолютно сухой почвы). При внесении навоза численность ак-тиномицетов в пахотном слое почвы увеличивается во всех вариантах опыта: на бессменном пару в 1,4 раза, в бессменной ржи — в 2,2 раза, в севообороте — в 2 раза. Наиболее заметное увеличение численности актиномице-тов в бессменном пару (в 5 раз) отмечено при совместном применении минеральных удобрений, навоза и извести. Под озимой рожью рост численности актиномицетов под действием удобрений был менее значительным (в 2—2,5 раза).

Таким образом, динамика роста численности актиномицетов под действием удобрений и извести в пару и под посевами озимой ржи была различная.

Рис. 2. Численность микроорганизмов, использующих минеральные формы азота (на КАА) в пахотном слое почвы (0-20 см) в севообороте, при бессменном возделывании озимой ржи и в паровом поле (2002-2003 гг.)

Наибольшее влияние на численность актиномицетов в пахотном слое почвы оказывает совместное внесение №К, навоза и извести, особенно в паровом поле.

Сравнительные микробиологические анализы на различных средах позволили установить, что численность и соотношение микроорганизмов, использующих органические и минеральные фор-

мы азота, в значительной степени зависят от удобрений, культуры и агротехники ее возделывания (табл. 2). Так, в пахотном слое (0-20 см) почвы бессменного пара, на неудобренном фоне численность микрофлоры, учитываемой на МПА и КАА, была практически одинаковой (335 и 384 тыс. шт/г). Под озимой рожью преобладали микроорганизмы, использующие мине-

Влияние удобрений на численность микроорганизмов, использующих органические и минеральные формы азота, тыс. шт/г абсолютно сухой почвы

Численность бактерий, использующих Отношение бактерий МПА КАА, %

Вариант опыта органические формы азота (МПА) минеральные формы азота (КАА)

всего в т.ч. Bacillus sp. всего в т.ч. актиномицетов

Бессменный пар Озимая рожь: бессменно в севообороте

Бессменный пар Озимая рожь: бессменно в севообороте

Бессменный пар Озимая рожь: бессменно в севообороте

Бессменный пар Озимая рожь: бессменно в севообороте

Без удобрений

335 131 384 164 87

854 196 2224 388 38

1199 209 2973 479 40

NPK

672 139 938 129 71

138 342 3062 542 45

1400 199 4094 682 34

NPK+навоз

997 195 1534 230 65

1714 339 5528 843 31

1659 281 5530 965 30

NPK+навоз+известь

1981 284 4425 808 45

2240 349 6122 1042 37

2032 363 6007 1050 34

ральные формы азота. Их численность была выше в 2,6 раза под бессменными посевами озимой ржи и в 2,5 раза — в севообороте по сравнению с паром.

Особенно значительным было увеличение микроорганизмов на МПА и КАА на фоне комплексного внесения органоминеральных удобрений и извести. При этом рост микробиологической активности был более заметным в почве парового поля по сравнению с почвой под посевами озимой ржи. Это характерно для микроорганизмов, усваивающих как органические, так и минеральные формы азота, причем размножение микроорганизмов, питающихся минеральными формами азота, было более интенсивным.

Большое значение для закрепления азота микроорганизмами в ризосфере с.-х. культур имеет быстрорастущая бактериальная микрофлора, усваивающая легкоподвижные углеводы и ми-

неральный азот. На более поздних этапах разложения органических остатков возрастает роль бацилл и актино-мицетов [7]. Характерно, что их численность в почве бессменного пара в вариантах без удобрений и с NPK была значительно меньше, чем под озимой рожью, что в первую очередь связано с отсутствием притока органического вещества. Внесение навоза на фоне NPK не привело к заметному увеличению численности этой группы микроорганизмов на паровом поле, и только совместное применение минеральных удобрений, навоза и извести активизировало рост численности бацилл и актиномицетов.

Итак, изменение численности бацилл под озимой рожью в вариантах с удобрениями было незначительным, а увеличение численности актиномице-тов отмечено только в известкованных вариантах при внесении органомине-

ральных удобрений. Таким образом, бациллы и актиномицеты более требовательны к реакции почвенного раствора и наличию органического вещества по сравнению с другими изученными группами микроорганизмов.

Основными деструкторами органического вещества природного происхождения, в частности растительных остатков, являются почвенные микроскопические грибы, обладающие мощными гидролитическими ферментами. Снижение численности грибов, являющихся основными деструкторами органических веществ в почве, приводит к замедлению процессов их минерализации и гумификации [12, 13].

Наши исследования показали, что наибольшее количество грибов — от 11-18 тыс. шт/г в пахотном слое почвы в большинстве случаев формируется в середине вегетации, а к ее концу их численность значительно снижается и составляет 3-4 тыс. шт/г (табл. 3). Это характерно как для почвы парового поля, так и для почвы под озимой рожью.

Установлено, что при длительном применении минеральных удобрений численность грибов в бессменном пару возрастает в 1,4 раза, а под озимой рожью остается на том же уровне или

несколько снижается (5—10 тыс. шт/г) по сравнению с контролем (7-11 тыс. шт/г).

Внесение органоминеральных удобрений оказывает различное влияние на численность грибов в пахотном слое почвы под паром и под озимой рожью. Так, в почве парового поля их численность оставалась практически на уровне контроля, а под озимой рожью — несколько снижалась, особенно к моменту уборки культуры. Таким образом, известкование дерново-подзолистой почвы способствует уменьшению численности микроскопических грибов в пахотном слое.

Денитрификация — широко распространённый в природе процесс восстановления нитратов до молекулярного азота, вызываемый бактериями. К денитрифицирующим бактериям относятся представители родов Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus и Micrococcus.

Хорошая аэрация почвы в результате обработки и внесения удобрений, уменьшение влажности почвы (в определённые периоды путем дренажа), создание условий для лучшего потребления нитратов культурными растениями — всё это может понизить денит-рификацию в почве [16].

Таблица 3

Численность грибов в пахотном слое почвы, тыс. шт/г абсолютно сухой почвы

(2002-2003 гг.)

Удобрение

Фаза развития озимой ржи Пар бессменный Озимая рожь

бессменно в севообороте

Колошение 14,3 11,2 18,4

Уборка 6,4 3,6 4,1

х ± *„ • Зг 10,4±3,9 7,4±3,7 11,3±7,0

Колошение 16,5 6,1 18,6

Уборка 12,2 4,4 2,2

X ± ■ 14,4±2,1 5,3±0,8 10,4±8,0

Колошение 14,1 8,7 18,5

Уборка 6,7 2,9 2,4

* ± *я • в- 10,4±3,6 5,8±2,8 10,5±7,8

Колошение 9,0 6,5 12,1

Уборка 3,3 2,8 1,3

* ± ■ 6,2±2,8 4,7±1,8 6,7±5,3

Без удобрений

NPK

NPK+навоз

NPK+навоз+известь

В наших опытах процесс денитри-фикации наиболее активно протекал в почве под посевами бессменной ржи, в севообороте он существенно замедлялся. Интенсивность денитрификации зависела и от pH. Так, при изменении pH от 4,5 до 6,3 на делянках с бессменной рожью и в севообороте — от 4,1 до 6,2 увеличивались и потери азота в результате денитрификации. Потери азота непосредственно связаны с численностью денитрифицирующих

бактерий, в частности, p. Pseudomonas (табл. 4).

Внесение минеральных удобрений (NPK) стимулировало рост численности денитрифицирующих бактерий как в почве парового поля, так и под озимой рожью, но в разной степени. Особенно ощутимый рост количества де-нитрификаторов (в 80-120 раз) установлен в бессменных посевах озимой ржи, а при возделывании ее в севообороте — в 8-50 раз. На фоне внесения NPK+навоза резкий скачок численности бактерий в 500 раз отмечен только в период колошения при бессменном возделывании озимой ржи. Еще в большей степени это проявилось при совместном применении NPK+навоза и извести, где количество денитрифицирующих бактерий в бессменных посевах озимой ржи возросла в 1059 раз.

Таким образом, наибольшая численность денитрифицирующих бактерий установлена при бессменной куль-

туре на фоне известкования и внесения органоминеральных удобрений. Следует подчеркнуть, что урожайность озимой ржи в этом варианте была на 4,4 ц/га ниже, чем в севообороте (соответственно 26,9 и 31,3 ц/га). Следовательно, высокая численность денитрифицирующих бактерий приводит к значительным потерям азота и, как следствие, к снижению урожайности полевых культур.

Азотфиксирующие микроорганизмы имеют важное значение в круговороте азота в природе и, в частности, в снабжении растений доступными формами азота. Это связано с тем, что многие растения не способны усваивать азот из воздуха, а получают его в процессе минерализации органических веществ. Азотфиксирующие микроорганизмы, или азотфиксаторы, усваивают молекулярный азот воздуха [9].

Проведенные исследования показали, что численность азотфиксаторов, в частности p. Clostridium, зависела от того, находится ли почва под паром или под посевами озимой ржи, а также от внесения удобрений (табл. 5). Так, наименьшая численность анаэробных азотфиксаторов установлена в почве бессменного пара — 0,1 тыс. шт/г, несколько большие значения получены под бессменными посевами озимой ржи (0,2 тыс. шт/г) и максимальное количество в севообороте (1,0 тыс. шт/г).

Таблица 4

Численность денитрифицирующих бактерий (p. Pseudomonas) в пахотном слое почвы под озимой рожью и в паровом поле, тыс. шт/г абсолютно сухой почвы, 2002 г.

Удобрение Фаза развития озимой ржи Пар бессменный Озимая рожь

бессменно в севообороте

Без удобрений Колошение 0,3 0,1 0,02

Уборка 0,1 0,1 0,04

NPK Колошение 0,6 8,2 0,1

Уборка 0,5 12,0 0,3

NPK+навоз Колошение 0,5 50,0 0,5

Уборка 1,5 0,1 0,4

NPK+навоз+известь , Колошение 5,3 105,9 2,0

Уборка 2,0 27,0 1,4

Численность свободноживущих анаэробных азотфиксаторов (p. Clostridium) в пахотном слое почвы севооборота, бессменной озимой ржи и парового поля, тыс. шт/г абсолютно сухой почвы, 2002 г.

Удобрение Фаза развития озимой ржи Пар бессменный Озимая рожь

бессменно в севообороте

Без удобрений Колошение 0,1 0,1 1,0

Уборка 0,1 0,4 1,0

NPK Колошение 0,5 0,4 1,1

Уборка 0,3 1,0 1,0

NPK+навоз Колошение 0,5 1,1 0,5

Уборка 0,3 2,7 6,8

NPK+навоз+известь Колошение 0,5 0,4 0,1

Уборка 2,6 4,9 11,8

Внесение минеральных удобрений (NPK) способствовало существенному росту численности азотфиксаторов (в 2,5-5 раз) только в почве пара и под бессменной культурой озимой ржи (в 4 и 3,5 раза соответственно). В севообороте их содержание практически не изменилось (1,1 тыс. шт/г).

На фоне совместного применения NPK и навоза численность данной группы микроорганизмов возросла под посевами озимой ржи в бессменных посевах в 2,5 раза и в севообороте — в 3,4 раза по сравнению с внесением NPK. Дальнейшее увеличение их численности установлено при комплексном внесении NPK, навоза и извести: в почве парового поля — в 4 раза, бессменной культуры — в 1,5 раза и в севообороте — в 1,6 раза по сравнению с уровнем при использовании органоми-неральных удобрений без извести. Следует отметить, что практически во всех вариантах опыта численность анаэробных азотфиксаторов возрастала к концу вегетационного периода.

Таким образом, внесение удобрений, особенно NPK+навоз, на фоне известкования оказывает положительное действие на численность анаэробных азотфиксаторов p. Clostridium.

Известно, что азотобактер (p. Azoto-bacter) хорошо развивается в плодородных, обеспеченных органическим веществом, фосфором и влагой, почвах

с рН 5,5-7,8. Дефицит влаги азотобактер переносит хуже, чем другие бактерии. В результате жизнедеятельности этих бактерий почва обогащается азотом (до 20 кг/га в зависимости от почвенных и климатических условий) [17-19].

Характерно, что в середине вегетации 2002 г. содержание аэробных азотфиксаторов (р. Azotobacter) было низким, что связано с недостатком влаги, так как в третьей декаде июня выпало всего 13,6 мм осадков, что в 2 раза ниже среднемноголетнего количества (табл. 6). К моменту уборки их численность повысилась. Наибольшие величины получены в почве пара и под озимой рожью, возделываемой в севообороте на фоне комплексного внесения МРК+навоза и извести.

Итак,' численность азотобактера в почве зависела не только от погодных условий, но и от агрофона. Внесение удобрений, особенно органоми-неральных, на фоне извести способствовало существенному увеличению его численности.

Наименьшая численность микроорганизмов в пахотном слое почвы была в бессменном пару на неудобренном фоне — 729 тыс. шт/г (табл. 7). При внесении минеральных удобрений, особенно при сочетании их с навозом и известью, численность микробов возросла в 9 раз.

Содержание аэробных азотфиксаторов ф. Azotobacter) в севообороте, при бессменном возделывании озимой ржи и в паровом поле, %, 2002 г.

Удобрение Фаза развития озимой ржи Пар бессменный Озимая рожь

бессменно в севообороте

Без удобрений Колошение 1 1 17

Уборка 23 36 28

NPK Колошение 1 3 25

Уборка 28 54 45

NPK+навоз Колошение 1 3 13

Уборка 31 56 68

N РК+навоз+известь Колошение 18 41 81

Уборка 62 53 96

Таблица 7

Численность микроорганизмов в пахотном слое (0-20 см) почвы, в среднем за 2002-2003 гг.

Вариант опыта

Всего микробов

Микроорганизмы, использующие органические формы азота (МПА)

всего

в т.ч., Bacillus

Микроорганизмы, использующие минеральные формы азота (КАА)

всего

в т.ч., акти-номицетов

Микроскопические грибы

Денитрифицирующие бактерии (р. Pseudomonas)

Анаэробные азот-фиксаторы (р. Clostridium)

Бессменный пар 729 Озимая рожь:

бессменно 3085

севооборот 4184

Бессменный пар Озимая рожь: бессменно 4458

севооборот 5505

Бессменный пар Озимая рожь: бессменно 7279

севооборот 7214

Бессменный пар 6418 Озимая рожь:

бессменно 8439

севооборот 8053

854/28 1199/29

1625 672/41

1380/31 1400/26

2542 997/39

Без удобрений

209/5 2973/71

NPK 139/9 938/58

NPK+навоз 195/8 1534/61

164/22 0,1/1 0,2 0,1

388/13 0,07 0,1 0,3

479/11 0,11 0,03 1,0

129/8 0,14/1 0,6 0,4

542/12 0,05 10,1 0,7

682/12 0,1 0,2 1,1

1714/24 339/5 5528/1 1659/23 281/4 5530/-

NPK+навоз+известь 1981/31 284/4 4425/69 808/13

2240/27 349/4 6122/72 1042/12 2032/25 363/5 6007/75 1050/13

230/9 0,1 1,0 0,4

843/12 0,05 25,0 1,9

965/13 0,1 0,4 3,7

0,06 4,0 1,6

0,04 66,5/1 2,7

0,06 1,7 5,9

Примечание: В числителе — всего микроорганизмов, тыс. шт/г абсолютно сухой почвы, в знаменателе — доля групп микроорганизмов от общего их количества, %

Под посевами озимой ржи числен- в результате поступления растительность микроорганизмов значительно ных остатков, причем наиболее высо-выше по сравнению с паровым полем кая микробиологическая активность

пахотного слоя почвы при возделывании озимой ржи установлена в севообороте. Микробиологическая активность почвы существенно возрастает на фоне внесения минеральных удобрений, особенно при их совместном использовании с навозом и известью.

Микробный комплекс дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы представлен преимущественно микроорганизмами, усваивающими минеральные и органические формы азота (до 99%). Другие виды микроорганизмов (азотфиксаторы, денитрификато-ры, микроскопические грибы и т.д.) встречаются в небольшом количестве. На фоне минеральных и органических удобрений как при известковании, так и без извести доля этих видов в микробном сообществе еще меньше.

Заключение

Анализируя всю совокупность микроорганизмов и их численность в зависимости от уровня химизации можно сделать следующее заключение:

1) длительное применение удобрений, севооборота и периодическое известкование легкосуглинистой дерново-подзолистой почвы способствует оптимизации микробного комплекса пахотного слоя и повышению уровня микробиологической активности почвы;

2) общая численность микроорганизмов (бактерий и актиномицетов) в почве при длительном применении удобрений увеличивается, а грибов — уменьшается, численность бацилл и актиномице-тов также повышается, особенно на фоне известкования. При этом в микробном комплексе преобладают микроорганизмы, использующие минеральные формы азота;

3) наименьшая численность микроорганизмов в пахотном слое почвы была в бессменном пару на неудобренном фоне. При внесении минеральных удобрений, особенно, при сочетании их с навозом и известью, численность микробов возро-стала.

Полученные экспериментальные данные свидетельствует, что с агрономи-

ческих позиций в адаптивно-ландшафтном земледелии заметно возрастает значение комплекса микроорганизмов, усваивающих различные формы азота, особенно на бедных этим важнейшим элементом дерново-подзолистых почвах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Асарова М.Х., Демин В.А., Ницэ Л.К. Динамика некоторых показателей биологической активности дерново-подзолистой почвы при внесении высоких норм бесподстилочного навоза /Изв. ТСХА, 1982, Вып. 6. С. 178-180. — 2. Берзин А.М., Синих Ю.Н., Полосина В.А. Влияние ор-ганоминеральных удобрений в зернопро-пашном севообороте на пищевой режим выщелоченного чернозема Красноярской лесостепи. Сб. докл. Междун. науч.-практ. конф. Владимир, 2006. С. 275-285. — 3. Виноградский С.Н. Микробиология почвы. Проблемы и методы. М.: Изд-во АН СССР, 1952. — 4. Вострое И. С., Петрова Н.Н. Определение биологической активности почвы различными методами // Микробиология, 1961. Т. 30. Вып. 4. С. 665—672. — 5. Гамзиков Г.П., Завалин АЛ. Проблемы азота в земледелии России. Плодородие, 2006. №5. С. 31—33. — 6. Гри-шакина И.В., Степанова A.JI. Азотфик-сирующие и денитрифицирующие ак-тиномицеты в почвах ненарушенных южно-таежных экосистем // Вест. МГУ, 2006. Сер. 17. №2. С. 48-51. — 7. Дзю-ин Г.П., Дзюин А. Г., Белоусова JI.A., Ложкина С.В. Биологическая активность дерново-подзолистой почвы // Аграр. наука Евро-Северо-Востока, 2006. № 8. С. 75-79. — 8. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во МГУ, 1980. — 9. Кидин В.В., Смирнов П.М., Торшин С.П. Влияние свойств дерново-подзолистых почв на величину газообразных потерь азота // Агрохимия, 1984. № 4. С. 3-11. — 10. Лыков А.М. Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне. М.: Россель-хозиздат, 1982, — 11. Макушкин Э.О., Павлова И.А., Андрианова А.Л. Количественные характеристики микроми-цетов и актиномицетов аллювиальных почв верховьев дельты реки Селенга //

Тезисы Всероссийской конференции с международным участием, Улан-Удэ, 5-10 сентября 2006 г. Улан-Удэ, 2006. С. 44—46. — 12. Марфенина О.Е. Микроскопические грибы в антропогенных нарушенных почвах: результаты исследований и нерешенных вопросов. Экология и биология почв: Материалы Межд. науч. конф., Ростов-на-Дону, 21-22 апреля 2004 г. Ростов-на-Дону, 2005. С. 304-306. — 13. Мирчинк Т. Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1976. — 14. Сафонов А.Ф. Длительному полевому опыту ТСХА 90 лет: итоги научных исследований. М.: Изд-во МСХА, 2002. — 15. Теппер Е.З.,

Шилъникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. Изд. 2. М.: Колос, 1979. — 16. Труфанов А.М. Изменение биологических свойств дерново-подзолистой глееватой почвы под действием обработки, удобрений и гербицидов. Ав-тореф. канд. дис., 2006. — 17. Щапова Л.Н. Влияние удобрений и извести на микробиологическую активность почвы // Агрохимия, 2005. № 12. С. 11—21. — 18. Meysner Т., Szajdak L., Kus J. // Agron. Res. 2006. 4, №2. С. 531-542. — 19. Sto-ven Kirsten, Schnug Ewald. // Landbau-forsch. Volkenrode, 2005, Sonderh. 286. C. 113-119.

Рецензент, — д. б. н., проф. JI.B. Мосина

SUMMARY

During long-term field experiment conducted in Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev influence of fertilizers, liming and crop rotation on microbiological soil activity Long-term application of fertilizers, crop rotation and periodic liming have been found to improve optimization of arable layer microbial complex, to increase microbiological activity of light clay loam sod-podzol soil. The total number of microorganisms (bacteria and actinomycetes) in soil during long-term application of fertilizers increase and on the contrary the total number of fungi decrease, while the number of bacilli and actinomycetes also increase especially when liming the soil.