Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биологические свойства чернозема выщелоченного при многолетней минимизации механической обработки
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение
Автореферат диссертации по теме "Биологические свойства чернозема выщелоченного при многолетней минимизации механической обработки"
Данилова Альбина Афанасьевна
Биологические свойства чернозема выщелоченного при многолетней минимизации механической
обработки
Специальность 03.00.27 - почвоведение
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Москва - 2007
003054438
Работа выполнена в лаборатории плодородия почв Государственного научного учреждения Сибирский научно-исследовательский институт земледелия и химизации сельского хозяйства Сибирского отделения Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СибНИИЗХим СО РАСХН)
Научный консультант: академик РАСХН,
доктор биологических наук, профессор Валерий Иванович Кирюшин
Официальные оппоненты: доктор биологических наук,
профессор Лев Оскарович Карпачевский
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Борис Маратович Когут
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Иван Григорьевич Платонов.
Ведущая организация: Институт почвоведения и агрохимии СО РАН
Защита состоится « 19 » марта 2007 г. в 14 ч. 30 мин часов на заседании Диссертационного Совета Д 220.043.02 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550 г. Москва, Тимирязевская ул., д. 49
Ученый совет РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба присылать по вышеуказанному адресу ученому секретарю Совета
Автореферат разослан « 9у> февраля 2007 г.
и помещен на сайте ВАКа www.Vak.ed.gov.ru
Ученый секретарь Диссертационного Совета
В. В. Говорина
Актуальность темы. Нарастание угрозы глобальной экологической катастрофы к концу XX века побудило исследователей к поиску путей гармонизации отношений общества и природы. Шагом к решению проблемы в области сельскохозяйственного производства является процесс приведения земледельческой практики в соответствие с экологическими законами.
Одним из инструментов этого процесса является регулирование интенсивности механического воздействия на почву. При всей своей неоднозначности различные приемы сокращения интенсивности механической обработки почвы осваиваются и внедряются практически во всех регионах мира вследствие следующих основных преимуществ в сравнении с традиционной вспашкой: энерго-ресурсосбережение; защита почв от эрозии; улучшение водного режима; снижение темпов минерализации органического вещества почвы; сокращение потерь минерального азота; улучшение сложения почвы. В то же время эти способы почвообработки имеют ряд недостатков и ограничений: ухудшение фитосанитарной ситуации обусловливает необходимость применения комплекса пестицидов; усиливаются дефицит минерального азота и дифференциация пахотного слоя; возникают сложности при внесении удобрений и мелиорантов; имеются ограничения при повышенном увлажнении, солонцеватости и переуплотнении почв.
В последние десятилетия различные способы минимизации механической обработки почвы постепенно распространяются с засушливых территорий в районы с умеренным климатом. В этих условиях теряются некоторые преимущества этих систем обработки, отмечаемые в более южной зоне. В частности, ухудшение фитосанитарной ситуации в агроценозе, усиление дефицита азота в почве могут привести к утере основной характеристики почвозащитных технологий как энерго - ресурсосберегающих. Между тем, прежде всего, в целях ограничения эрозионных потерь почвы применение данных технологий в умеренной зоне неизбежно расширяется.
К настоящему времени в основном разработаны технологические проблемы минимизации механической обработки: приемы механического воздействия на почву, система удобрения культур, защиты растений и др. При этом остается слабо изученной почвенно-микробиологическая составляющая почвозащитной системы земледелия (особенно для почв умеренной зоны). Между тем именно почвенный микробный комплекс является не только фактором круговорота веществ в агроценозе, но и естественным барьером на пути попадания токсикантов в пищевые цепи. Последнее приобретает особое значение в условиях минимизации механической обработки почвы, невозможной без применения пестицидов.
Цель работы заключалась в разработке следующих почвенно-микробиологических проблем почвозащитного земледелия применительно условиям северной лесостепи: 1. Особенностей и агрохимических последствий дифференциации пахотного слоя почвы по микробиологическим показателям при прекращении традиционной вспашки. 2. Особенностей и микробиологических причин снижения темпов минерализационных потерь углерода из почвы и накопления минерального азота. 3. Экотоксикологических
последствий применения комплекса пестицидов, регулирующих
фитосанитарное состояние агроценоза.
Задачи исследования:
1. Определить количественные и качественные изменения в органическом веществе выщелоченного чернозема в зависимости от способа механической обработки.
2. Провести комплексную оценку изменения биологической активности почвы при многолетней минимизации основной обработки.
3. Изучить динамику минерального азота в корнеобитаемом слое почвы.
4. Исследовать влияние многолетнего применения комплекса пестицидов при минимизации механической обработки на живую фазу почвы.
5. Дать сравнительную характеристику процессов, протекающих в почве при сокращении интенсивности механической обработки и восстановлении аналогов естественной растительности на старопахотной почве, для определения направленности процессов почвообразования при минимизации механической обработки.
Защищаемые положения:
1. Степень дифференциации корнеобитаемого слоя почвы по микробиологическим и биохимическим показателям при прекращении вспашки стабилизируется в течение первой ротации пятипольного зернопарового севооборота и определяется уровнем минимизации механической обработки.
2. Накопление мортмассы в поверхностном слое стерневых фонов способствует понижению порога чувствительности микробного комплекса почвы к воздействию пестицидов. При этом степень влияния пестицидов, применяемых на интенсивных технологиях возделывания зерновых в Приобье, находится в пределах устойчивости микробного комплекса почвы
3. Снижение удельной скорости разложения растительных остатков, падение активности нитрификационных процессов, повышение фитотоксичности грибного комплекса почвы являются общей чертой почв, выведенных из пахотного состояния. Использование почвы в агроценозе в условиях почвозащитного земледелия поддерживает уровень нитрификационных процессов на уровне, соответствующем степени минимизации обработки и не зависящем от длительности периода отсутствия вспашки. Применение пестицидов может усилить естественную тенденцию к повышению фитотоксичности грибного населения при накоплении и разложении растительных остатков в ограниченном объеме почвы.
Новизна работы. Показано, что почвенно - микробиологические процессы, происходящие при минимизации механической обработки, представляют собой сочетание естественных процессов самовосстановления свойств почвы, присущих ее целинным аналогам, и процессов антропогенных, направленных на повышение продуктивности агроценоза. Оценена степень проявления и значение этих процессов в формировании агрохимических и экотоксикологических свойств почвы.
- В условиях северной лесостепи Приобья проведена оценка агрохимических и экотокснкологических последствий двадцатилетней минимизации основной обработки почвы.
Для почв Западной Сибири реализован комплексный подход к оценке экотоксикологического состояния почвенной среды на основе исследования параметров структуры и функционирования почвенного микробного комплекса почвы, биотестирования на проростках высших растений и на клетках простейших. Доказана экологическая безопасность многолетней интенсификации технологий возделывания зерновых в Приобье.
Прослежена 20 летняя динамика особенностей и темпов самовосстановления биологических свойств почвы, выведенной из пахотного состояния.
Практическая значимость. Обоснована агрохимическая допустимость и экологическая безопасность многолетней минимизации механической обработки почв в северной лесостепи Приобья вплоть до полного отказа от вспашки.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены: VII Всесоюзном съезде почвоведов (Новосибирск, 1989); на IV Докучаевском съезде почвоведов (Новосибирск), 2004).; на республиканской конференции « Экологические аспекты использования и охраны почвенных ресурсов и окружающей среды в условиях интенсивной химизации» (Кишинев, 1990); 2 Всероссийской конференции «Эколого-экономические основы безопасной жизнедеятельности» (Новосибирск, 1993); международной конференции «Почвозащитная система земледелия и зерновое производство на Евразийском континенте в XXI веке» ( Новосибирск, 1998); на конференциях, посвященных памяти Н.В. Орловского «Почвы Сибири, их использование и охрана» (Красноярск 1999, Абакан, 2003); на международных научно-практических конференциях «Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в XXI веке» (Новосибирск, 1999; Алма-Аты, 2000; Абакан, 2002; Алма-Аты, 2004; Барнаул, 2005); на международной научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственной экологии» (Новосибирск, 1999); на международной конференции «Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель» (Томск, 2002); на международных научно-практических конференциях: «Повышение устойчивости биоресурсов на адаптивно-ландшафтной основе» (Оренбург,2003), «Агроэкологическая оптимизация земледелия» (Курск, 2004), «Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии» (Владимир, 2004); на международных конференциях, посвященных 95-летию со дня рождения академика ВАСХНИЛ А.И. Бараева (Шортанды, 2003) и 110-летию Т.С. Мальцева (Курган, 2005); на XII и XIII Сибирских агрохимических семинарах (Новосибирск, ИПА СО РАН, 2003,2005).
Публикации: по теме диссертации опубликовано 37 работ.
Объем и структура работы; Работа изложена на 250 страницах; состоит из введения, 7 глав, выводов, включает 65 таблиц и 35 рисунков. Список литературы включает 350 источников, 94 из которых на английском языке.
1. Изученность проблемы и подходы к оценке изменения биологических свойств почвы при минимизации механической обработки.
Первые сведения по биологии почв, подвергающихся различным способам механической обработки, принадлежат Бо\у8оп (1945) (цит. по В1еут5 й а1., (1982). К настоящему времени вопрос широко изучается во всех земледельческих зонах США, Канады, стран Южной Америки, Европы.
Подобные исследования в СССР начались с середины 50-х годов XX века, в связи с внедрением безотвальной обработки почвы по методу Т,С. Мальцева. (Изучение влияния..., 1960). Основные выводы авторов позже были детализированы на опытах, проведенных в различных климатических зонах страны: в Центральной черноземной области (Шикула, Петренко, 1981; Кутовая,1984; Витер,1985 и др.), Нечерноземье (Миненко, Старовойтов, 1982), Приуралье (Хазиев, 1982), Зауралье, Южном и Северном Казахстане (Карамшук, 1979; Кашинская, 1981, 1984; Рязанова, 1983,1984), Средней и Южной лесостепи Омской области (Зерфус,1979; Слесарев и др., 1979; Святская, Мощенко, 1982; Хамова и др., 2002 и др.).
Результаты представленной работы являются логическим продолжением изучения проблемы в зональном ряду почв Северного Казахстана и Западной Сибири при продвижении систем минимальных обработок на зону северной лесостепи, где недостатки и ограничения минимизации почвообработки существенно усиливаются.
В диссертационной работе на основе собственных и литературных данных сделана попытка количественной оценки изменения биологических свойств почвы при снижении интенсивности механической обработки. Установлено, что в ряду почв: каштановые - черноземы южные - черноземы обыкновенные - черноземы выщелоченные - серые лесные - дерново-подзолистые степень влияния обработки на биогенность почв возрастает. Автором рассмотрена возможная причина установленного факта.
В работе проведена систематизация имеющейся обширной разнокачественной информации для осмысления места почвенных процессов, происходящих при прекращении вспашки, в цепи событий: целина - освоение -сельскохозяйственная эксплуатация - залежь.
Показано, что совокупность процессов, имеющих место при минимизации механической обработки, можно рассматривать как составную часть процесса самовосстановления свойств почвы, присущих ее целинным аналогам.
Поскольку прямых исследований по биологии почв, выведенных их пахотного состояния, крайне недостаточно, поиск подходов к решению этой проблемы следует начать с анализа процессов, происходящих при освоении и эксплуатации целинных угодий, так как, на наш взгляд, исчезновение свойств,
приобретенных в процессе окультуривания, при первом приближении может свидетельствовать о тенденциях к самовосстановлению исходных свойств. Анализ литературных данных по изменению биологических свойств почвы при распашке целины и последующем окультуривании позволил нам остановиться на двух основных критериях степени выраженности культурного почвообразования: количеству, соотношению основных групп
микроорганизмов, учитываемых на богатых средах, и интенсивности нитрификационных процессов. Выбор первых обусловлен не только традицией (наиболее обширные географические исследования по окультуривании почв проведены именно по этим показателям), но и тем, что при распашке целины и последующем окультуривании общая численность и биомасса микроорганизмов изменяются не столь существенно, как численность групп микроорганизмов, учитываемых на богатых средах (увеличение может достигать от 5 до 10 раз). Тут речь идет не о повышении общей обсемененности почвы (по результатам прямого учета, численность и биомасса микробного населения почвы при этом может иногда даже снизиться (Звягинцев и др., 1999), а о перестройке состава микробного комплекса в сторону увеличения доли быстрорастущих микроорганизмов. Хотя эти группы в общем количестве микроорганизмов почвы составляют не более 1%, именно их численность может быть индикатором процесса окультуривания почвы, то есть и утери ее.
Таким образом, под самовосстановлением следует понимать процесс ослабления или утери свойств почвы, приобретенных ею за длительный период вспашки.
2. Объекты и методы исследования
; Изменение свойств почвы при минимизации (сокращении числа и глубины) механической обработки изучено в 1986-2005 г.г. на многолетнем опыте ГНУ СибНИИЗХим СО РАСХН, заложенном в 1981 году под руководством академика РАСХН В.И. Кирюшина.
Район проведения опыта - северная лесостепь Новосибирского Приобья. Годовое количество осадков составляет 390 - 450 мм, сумма температур воздуха выше 10°С-около 1800°С при продолжительности периода примерно 120 дней.
Почва - чернозем выщелоченный, сформированный на лессовидных суглинках. Содержание гумуса составляет 5,1-5,5 %, общего азота - 0,34 %, обменного калия - 13, фосфора по Чирикову - 29 мг /100г. В условиях зернопарового севооборота сравнивались: 1) традиционная вспашка, 2) чередование вспашки и плоскорезной обработки, 3) глубокое плоскорезное рыхление, 4) мелкая плоскорезная обработка, 5) нулевая (без основной обработки) обработка при двух уровнях пестицидной нагрузки - экстенсивном: применялся гербицид против двудольных сорняков (2,4-Д в дозе 0,9 кг/га д.в.) и интенсивном: гербицид против двудольных сорняков (2,4-Д) + против злаковых (иллоксан 0,9 кг/га д.в) + фунгицид (тилт 0,15 кг/га) + инсектицид (по ситуации).
Процесс изменения свойств пахотной почвы при регулируемом восстановлении аналогов естественной растительности изучен в 1993-2005 г.г. на многолетнем опыте, заложенном под руководством академика РАСХН П.Л. Гончарова в 1980 году на территории ботанического питомника ГНУ СибНИИРС СО РАСХН (п.Краснообск, Новосибирской обл.). Варианты опыта: 1) однолетние пропашные (картофель). 2) многолетние травы (кострец безостый). 3) насаждения березы. 4) насаждения лиственницы. 5) разнотравный луг (целина). 6) естественный лиственный лес. Почва аллювиальная дерновая. Содержание гумуса в исходной почве составляет 2,45 % , общего азота - 0,15%, калия - 9,5 мг /ЮОг, фосфора - 19,3 мг /100г. Гранулометрический состав легкосуглинистый.
Содержание С0бщ. определили по методу И.В.Тюрина с колориметрическим окончанием по Б.А.Никитину (1999). Углекислоту улавливали абсорбционным методом (Шарков, 1987). Скорость разложения целлюлозы в почве оценивали по E.H. Мишустину и А.Н.Петровой (1963). Мортмассу (совокупность растительных остатков различной степени разложения) выделяли на сите с размером ячеек 0,25 мм при размывании почвенного монолита водой. Получение растительного материала, меченого |4С, и определение его остатка в почве проводили по методикам, разработанным в лаборатории плодородия ГНУ СибНИИЗХим (Шарков, Лян, 1989; Шарков, 1997).
Оценку численности основных групп микроорганизмов проводили общепринятыми методами. Фитотоксичность грибного комплекса почвы определяли по разработанному автором способу (приоритет №2005140012/20(044603) от 20.12.06). Измерение субстрат-индуцированного дыхания (СИД): провели по прописи Н.Д.Ананьевой (2003). При работе с инфузориями стйлонихии соблюдали ГОСТ Р 52337-2005. Оценку состояния проростков тест-растений проводили по П. Веллингтону (1973).
Статистическая обработка экспериментальных данных проведена по пакетам программ «Snedekor» (Сорокин, 2004), «Statistica».
3. Некоторые показатели интенсивности трансформации органического вещества в почве при многолетней минимизации механической обработки
3.1. Изменение запасов различных фракций органического вещества в почве
Предполагалось, что минимизация механической обработки, моделируя естественный процесс почвообразования, позволит в некоторой степени восстановить органическое вещество почвы, утраченное ею при освоении целины и сельскохозяйственной эксплуатации
Анализ результатов более чем 30 полевых опытов длительностью от 6 до 33 лет, проведенных в основных земледельческих регионах мира, позволяет выделить ряд факторов, от которых зависит конечный результат влияния способа механической обработки почвы на содержание в ней гумуса: история
опытного поля, тип севооборота, продуктивность агроценоза, удобренность, исходное содержание углерода. В целом, отказ от вспашки обычно приводит к стабилизации содержания гумуса в почве, что следует из результатов 20-25 летних опытов СибНИИЗХоз (Земледелие на равнинных ландшафтах, 2003); Курганского НИИСХ (Глухих и др., 2005), 11- летних опытов С.А. Campbell et al., (1996, 1999, 2001) в засушливых прериях шт. Саскачевань (Канада), в 29 летних опытов M. Diaz-Zorita, J.H. Grove (2002) в шт. Кентукки, США; 13 -летних опытов J.L. Hernanz et al., (2002) в сухих районах Испании, 10-летних опытов D.A. Angers et al., (1997) во влажной прохладной зоне восточной Канады, 25-летних опытов W. Deen, Р.К. Kataci (2003) в кукурузном поясе США. Показано при этом, что достоверное накопление Собщ может наблюдаться в поверхностном слое (0- 2,5; 5 см) (Кирюшин, Лебедева, 1984, Lai et al., 1994, Sa et al. ,2001, Franzluebbers, 2002) и по расчетам С.А. Campbell et al., (2001), B.G. Me Conkey et al., (2003) может составить в сухих районах 300 кг/га С в год, во влажных - 800 кг/га, что при расчете на проценты от веса почвы для слоя 0-10 см (при плотности 1 г/см3) колеблется в пределах 0,030,1% от общего содержания этого элемента в почве. В целом, статистически доказуемое повышение запасов гумуса при поверхностной обработке почвы наблюдалось обычно в опытах, заложенных на угодиях с относительно короткой историей, на старопахотных почвах изменения показателя были незначительными.
Применение минимальных обработок в течение 20 лет на выщелоченном черноземе Приобья (старопахотная почва, зернопаровой севооборот с чистым паром, минеральная система удобрений, примерно одинаковая урожайность по фонам обработки, то есть близкие величины поступления растительного вещества) не оказало существенного влияния на содержание С0бЩ. в почве, тогда как запас этого элемента вырос примерно на 10% (табл. 1).
Таблица 1. Запас гумуса (числитель) и углерода мортмассы (знаменатель) в почве в зависимости от способа механической обработки, т/га _
Способ обработки 0-10 см 10-20 см 20-30 см Среднее по фактору «обработка»
Вспашка (контроль) 48,5/0,90 50,7/0,94 50,9/0,56 50,1/0,80
Глубокое рыхление 50,4/1,45* 47,5/0,60* 41,6*/0,30* 46,4*/0,78
Нулевая обработка 57,6*/ 1,25* 60,2*/0,62* 48,3*/0,30* 55,4*/0,72*
Доверительный интервал ± 1,7/0,05 ±2,1/0,03
* Здесь и далее означает достоверность разницы с контролем.
Запас органического вещества, переходящего в вытяжку 0,1н. ИаОН, в целом в слое 0-30 см не зависел от приема обработки и составил в среднем 3,84,1 т С / га. При этом показатель в слое 0-10 см на стерневых фонах превышал вспашку примерно на 15 %, в слое 20-30 см уступал ей в среднем на 30 %.
Способ обработки оказал существенное влияние на перераспределение негумифицированного органического вещества (С морт.) между слоями 0-10 и 10-30 см, хотя в целом в пахотном горизонте запас фракции на разных фонах был близким. Таким образом, при безотвальном рыхлении почвы пожнивно-корневые остатки концентрировались у ее поверхности, в результате запасы Сморт. в слое почвы 0-10 см увеличивались до 60% от его запаса в слое 0-30 см. Вспашка способствовала перераспределению растительных остатков в пахотном слое, и все его части достаточно равномерно обогащались мортмассой: в слое 0-10 см ее содержалось немногим меньше 40% от общего количества в слое 0-30 см.
Определение количества и состава различных фракций мортмассы не позволило обнаружить качественных изменений в составе растительных остатков по вариантам опыта. Все изменения были связаны только с перераспределением их по профилю почвы, что и было установлено при статистической обработке полученных данных, когда наибольшее влияние на запас Сморт. оказывали глубина отбора образцов и взаимодействие факторов глубины и способа обработки. Внесение удобрений повысило показатель в среднем на 10-15%, при этом соотношение запасов Сморт между слоями 0-10 и 10-30 см на вспашке и стерневом фоне осталось неизменным. Таким образом, прежде всего фракция Сморх., составляющая 2,0-2,5% от С0бЩ. имела стабильную связь со способом механической обработки и, как будет показано ниже, преимущественно она определяла специфику минерализационных процессов в различных слоях почвы.
Итак, прекращение вспашки сопровождалось изменением структуры органического вещества почвы, которое заключалось в накоплении (до 40%) в слое 0-10 см негумифицированного растительного вещества и обеднении им (примерно на 50%) нижних слоев.
3.2. Особенности разложения пшеничной соломы в почве из различных слоев выщелоченного чернозема спустя 20 лет после прекращения традиционной вспашки
Хотя неравнозначность различных частей пахотного слоя по плодородию широко известна, микробиологические основы этого явления остаются практически неизученными. Нами установлена четкая дифференциация слоя почвы 0-30 см стерневого фона на части, существенно различающиеся по особенностям микробной деградации вновь поступившего растительного вещества.
В почву из слоев 0-10, 10-20 и 20-30 см вспашки и нулевой обработки внесли меченную 14С пшеничную солому в расчетной дозе 3 т/ га. В течение 60 суток регистрировали общую дыхательную активность, скорость выделения С-1 СОг, после завершения опыта - остаток меченого углерода. Оказалось, что в слое почвы 10-20 см на фоне нулевой обработки (содержание Сморт. 500 мг/кг) интенсивность разложения внесенной соломы была достоверно выше, чем на вспашке (Сморт. 1000 мг/кг), о чем свидетельствуют как более высокая интенсивность выделения С-ИС02 (на 25%), так и величина остатка метки,
которая была меньше, чем на вспашке примерно на 30%. Явление более активного разложения внесенного органического вещества в более бедной почве по сравнению с более богатой известно в литературе (Garcia et.al.,1993; 1994; Lavahun et.al., 1996; Bradley et.al., 1997; Lupwayi et.al.,1999). Изучены причины и экологические последствия этого явления (Гузев и др., 1986; Вызов и др.,1988; Паников ,1993). Значение установленного факта в аспекте представляемого исследования заключается в том, что за 20 лет отсутствия вспашки профиль почвы по потенциальной метаболической активности микробиоты приобрел черты целинных почв, у которых обычно вниз по профилю этот показатель возрастает. На основе отмеченной закономерности можно при первом приближении объяснить, как минимум, два известных в практике земледелия обстоятельства. Во-первых, признана более высокая эффективность чередования вспашки с различными видами минимальных обработок в сравнении с ежегодной вспашкой. Растительные остатки, концентрированные в поверхностном слое почвы на минимальных обработках, при перепашке стерни попадают в слой, находившийся в течение ряда лет без свежих источников питания для микроорганизмов, и, видимо, минерализуется более быстрыми темпами, чем при обычной ежегодной вспашке. Во-вторых, в литературе имеются указания на то, что при глубокой плоскорезной обработке содержание гумуса иногда бывает ниже, чем при мелкой плоскорезной или нулевой обработках (Витер, Новичихин, 1984, Шикула, Гнатенко, 1990). Сходные результаты получены и в наших многолетних исследованиях. Видимо, при глубоком рыхлении почвы (на 25-30 см), часть растительных остатков просыпается в нижнюю часть корнеобитаемого слоя и подвергается быстрой минерализации. Учитывая примерно одинаковое поступление растительных остатков по вариантам опыта, можно предположить, что при глубоком безотвальном рыхлении концентрация гумуса будет несколько ниже, чем на фоне нулевой обработки.
3.3. Актуальная активность минерализационных процессов в почве в зависимости от способа механической обработки
Важнейшим фактором стабилизации содержания C0gm. в почве: при минимизации механической обработки признано снижение минерализационных потерь углерода (Kern, Johnson, 1993; Campbell et al., 2001; Sa et al., 2001; West, Marland, 2002; и др.). Предметом обсуждения остаются количественные параметры этого снижения и разработка технологий, при которых сокращение выброса С02 из пахотных почв в атмосферу сочеталось бы со стабильной продуктивностью агроценозов.
На нашем опыте количественные различия между вариантами были практически одинаковыми в оба года исследований и составили около 300 кг С /га, то есть замена вспашки мелкой плоскорезной обработкой или полный отказ от нее обеспечивали снижение потерь почвенного органического вещества в виде углекислоты примерно на 10% (табл.2). Наши экспериментальные данные близки к среднестатистическим показателям по основным регионам России (Курганова и др., 2004) и мира. Так, в среднем по основным
сельскохозяйственным угодиям США это снижение составляет 200 кг/га в год (West, Marland, 2002). По расчетам R. Lai (2002), при помощи смены
Таблица 2. Продуцирование С-С02 почвой за вегетационный период, кг/га (паровое поле)____
Способ обработки 1987 г. 1988 г.
Вспашка 2658 2299
Плоскорезная 2375 2003
Нулевая 2366 2016
НСР 05 179 90
способа обработки можно сократить потери углерода из почвы на 500-800 кг С /га в год холодных и влажных регионах, на 100-300 кг/га - сухих и теплых. Итак, возможности снижения минерализационных потерь углерода из почвы при смене способа ее механической обработки не так велики, то есть вклад биологического фактора в стабилизации содержания С06Щ. в почве при прекращении вспашки существенно ниже, чем эрозионного.
Однако этот вывод ни в коей мере не снижает актуальность проблем, связанных с изучением причин, механизмов и последствий изменения интенсивности минерализационных процессов в почве при прекращении вспашки.
4. Микробиологические и биохимические свойства выщелоченного чернозема при различных способах механической обработки
4.1. Микробная сукцессия в почве при минимизации механической обработки
Данная проблема была наиболее полно освещена для почв сухостепного и степного ряда (Святская, Мощенко, 1982; Кашинская, 1981; Рязанова, 1983; Карамшук, 1999; Хамова и др., 2002 и др.). Анализ литературы показывает, что в ряду почв: каштановые - черноземы южные - черноземы обыкновенные -черноземы выщелоченные степень падения биогенности корнеобитаемого слоя почвы при прекращении вспашки усиливается. Количественные параметры процесса для чернозема выщелоченного приведены в табл. 3. Каждая ступень снижения интенсивности механической обработки характеризовался определенным уровнем обогащенности почвы микробными клетками. Различия между вариантами опыта усиливались от первой культуры севооборота и заключительной. При этом удлинение срока отсутствия вспашки до 20 лет и более не приводило к прогрессирующему снижению показателей, динамика которых представляла собой повторяющийся цикл от парового поля к заключительной культуре.
Таблица 3. Число микроорганизмов (КАА) при различных способах основной обработки выщелоченного чернозема в слое 0-40 см, млн. КОЕ /см2 (средние данные за вегетационные периоды 1986-1988 и 2001-2003 г.г.) _
Поле севооборота Вспаш ка Чередо вание Глубокое рыхление Мелкая плоскорез ная Нулевая обра ботка
Первая культура после пара 1439 890 795 611 493
Заключительная культура 1260 756 485 285 295
Падение биогенности корнеобитаемого слоя при прекращении вспашки было связано прежде всего со снижением показателя в его нижней части, то есть повышением степени дифференциации указанного слоя. Скорость и степень этого процесса остаются практически неизученными. Некоторые авторы предлагают этот показатель в качестве критерия степени стабилизации свойств почвы (Saggar et.al., 2001; Franzluebbers, 2002).
Установлено, что степень дифференциации корнеобитаемого слоя (отношение величины показателя в слое 0-20 см к таковой в слое 20-40 см) выщелоченного чернозема
Таблица 4. Степень дифференциации слоев 0-20/20-40см выщелоченного чернозема по микробиологическим показателям при различных способах механической обработки_
Группа микроорганизмов Вспашка Глубокое рыхление Мелкая плоскорез ная Нулевая обработка
Утилизирующие азот органический (МПА) 1,7/1,1 2,8/2,8 3,3/2,6 6,9/2,8
Утилизирующие азот минеральный (КАА) 1,4/2 2,3/2 2,0/4 3,3/6
Целлюлозоразрушаю щие 1/1 1,4/1,5 2,5/1,4 3/2,7
Грибы 1/0,9 2/2 2,3/1,2 2,0/2,3
Примечание. В числителе данные за 1986-88 гг., в знаменателе - 2001-2003 г.г.
была близкой как после первой, так и после пятой ротации севооборота (табл.4), что позволяет сделать вывод, что строение корнеобитаемого слоя почвы после прекращения вспашки стабилизировался в течение первой ротации севооборота.
Следовательно, процесс к самовосстановлению естественного сложения слоев исследуемой почвы в целом завершился в первые годы минимизации основной обработки, что вероятно было связано с механической (хотя и сокращенной) обработкой почвы и стабилизацией величины поступления растительных остатков.
Следующие черты, сближающие микробный комплекс почвы на стерневых фонах с целинными заключались в снижении амплитуды колебания величины микробной обсемененности во времени и смещении максимумов численности к более поздним срокам вегетационного периода по сравнению со вспашкой. Это установлено нами при составлении математического выражения временной динамики численности групп микроорганизмов для крайних вариантов опыта (уравнения 1,2).
Вспашка: У=46-8В+360А-280А2+54А3 (г =0,88) (1) Нулевая: У=43-26В+109А-29Аг+0,2А3В3 (г=0,9), (2)
где У - численность целлюлозоразрушающих микроорганизмов, В -глубина отбора (0-10, 10-20,20-30, 30-40см), А - срок отбора ( май, июнь, июль, август, сентябрь) образцов.
Таким образом, в условиях 20 летнего отсутствия вспашки разнокачественность частей корнеобитаемого слоя почвы по микробиологическим показателям повысилась примерно в 3 раза, амплитуда колебания численности микроорганизмов в течение вегетационного периода снизилась в 1.5-3 раза, максимум показателя при этом сместился примерно на 30-40 суток к более поздним срокам вегетационного периода, что свидетельствует о том, что микробный комплекс почвы на стерневых фонах приобрел черты таковых в целинных почвах (Данилова, Колбин, 2005).
Прекращение вспашки привело к изменению процессов трансформации органического вещества в почве, о направленности которых можно судить, в частности, по обогащенности почвенного органического вещества клетками микроорганизмов. За меру последней можно принять количество клеток микроорганизмов, соответствующее 1г Собщ. (Мишустин,1972; Теппер,1976; Данилова, Барашкова, 2004). Так, в ряду вариантов от вспашки к нулевой обработке данная величина равнялась: 1200, 900, 600 млн. КОЕ / г С0бЩ. Уменьшение показателя свидетельствует о снижении глубины переработки опада почве.
Дифференцируя сапрофитную часть микробного комплекса по скорости роста (учет колоний через 24, 48, 72 ч после посева) можно составить представление о состоянии ферментативного аппарата последней. Быстрорастущая часть группы в состоянии преимущественно разлагать свежие более доступные источники минеральных веществ, тогда как медленнорастущая - более конденсированные соединения. Соотношение этих групп в общей численности микроорганизмов, потребляющих органический азот, было предложено в качестве показателя глубины переработки органического вещества в почве (Кожевин, 1989). Доля быстрорастущих форм на плоскорезной и нулевой обработках достигала 40-50%, при отвальной вспашке - 15-20% от общего числа микроорганизмов, учитываемых на МПА. Повышение доли быстрорастущих форм в микробном комплексе почвы на стерневых фонах в сравнении со вспашкой свидетельствует о том, что прекращение вспашки привело к повышению доли слаборазложившегося растительного вещества в фонде источников азота для сапрофитной части микробного комплекса почвы (Данилова, Колбин, 2005).
Таким образом, строение корнеобитаемого слоя почвы по показателям биологической активности при прекращении вспашки стабилизировался после первой ротации пятипольного зернопарового севооборота. Основные черты микробной сукцессии при минимизации основной обработки заключались в снижении мощности биологически активного слоя почвы, повышении доли быстрорастущих форм в сапрофитной части микрофлоры, повышении доли грибного населения в микробном комплексе, снижении количества клеток микроорганизмов, соответствующего единице С 0бщ. и Сморт.
4.2. Ферментативная активность как показатель динамики подвижных органических веществ в почве при минимизации механической обработки
Как известно, ферментативная активность почвы регулируется по принципу субстратного лимитирования (Хазиев, 1982), следовательно, этот показатель можно использовать для оценки динамики тех фракций органического вещества, которые трудно уловить традиционными методами анализа. В качестве индикатора наличия в почве углеводов, являющихся продуктами разложения, прежде всего, целлюлозы, нами выбрана инвертазная активность, азоторганических соединений - протеазная и уреазная.
Динамика инвертазной активности почвы (следовательно, подвижного органического вещества, служащего субстратом для карбогидраз) в течение вегетационного периода, независимо от фона основной обработки имела вид плавно возрастающей кривой от мая к сентябрю. Под растениями показатель достоверно и существенно падал в ряду вариантов от вспашки к нулевой обработке. Наиболее четко эта закономерность была выражена на первой пшенице после пара, когда при каждой ступени снижения интенсивности механической обработки почвы показатель падал на 43 единицы (средние данные по слою 0-40 см). Слабая связь инвертазной активности почвы со способом обработки на паровом поле вероятно связано с резкой активизацией верхнего 0-20 см слоя почвы на стерневых фонах, что очевидно является следствием интенсивного разложения при благоприятных условиях парования мортмассы, накопившейся за ротацию севооборота.
Итак, интенсивность накопления подвижных органических веществ под растениями на стерневых фонах была существенно ниже, чем на вспашке; парование почвы активизировала процесс в верхних слоях до уровня, превышающего вспашку (уравн. 3-5). Третья культура (пшеница) после пара:
У= 69 - 12В - 12С + 7 С2В2 (г=0,78) (3)
Паровое поле:
У= 73 + 12В - 17В2 + ЗВ3 - 0,1 СВ3 (г = 0,98) (4)
- Первая пшеница после пара: У= 64 - 43С + ЮС2 + 4 С2В2 (г= 0,82) (5),
где У-инвертазная активность почвы (мг глюкозы/г за 24 ч), С - способ обработки (вспашка, чередование вспашки с плоскорезной обработкой,
глубокое рыхление, мелкая плоскорезная, нулевая обработки), В - срок отбора образцов (май, июнь, июль, август, сентябрь).
Каждый уровень минимизации основной обработки характеризовался, судя по инвертазной активности, определенным запасом подвижных органических соединений, следовательно, изменение интенсивности механического воздействия на почву создает возможность для регулирования направленности процессов трансформации органического вещества в почве.
Интенсивность протеолиза в выщелоченном черноземе падала пропорционально снижению частоты и глубины механической обработки. Количественное выражение зависимости представлено в уравнениях (6-8): Последняя пшеница после пара:
У= 1,36-0,12В2+ 0,4С-0, 29 С2В2 (г= 0,82) (6)
Паровое поле:
У= 1,27+0,16 В-0, 14 В2+ 0,01С (г = 0,96) (7)
Первая пшеница после пара
У= 1,5 - 0,68 В - 0,8 С + 0,22 С2 В3 (г = 0,84) (8)
где У- протеазная активность (мкг глицина / г за 24 ч), С-способ обработки, В-
срок наблюдений.
Отмеченная закономерность была наиболее выражена под растениями, чем на паровом поле. Степень колебания данного показателя при изменении способа обработки была выше, чем у инвертазной активности, что может в свою очередь свидетельствовать о том, что прекращение вспашки прежде всего модифицирует метаболизм азотоорганических соединений в исследуемой почве.
Амплитуда колебаний протеазной активности в слое почвы 0-30 см на вспашке была существенна выше, чем под стерней; кривая динамика на вспашке представляла собой параболическую кривую с минимумом в июле, на стерневых фонах - с максимумом в августе, что свидетельствует о принципиальных различиях динамики трансформации азоторганических соединений в почве по разным фонам обработки. В паровом поле, где активность фермента определяется прежде всего наличием субстрата, установлено, что на фоне вспашки, вследствие более ранней активизации микробиоты, запас легко минерализуемых органических веществ повышался в первой половине сезона, который при благоприятных условиях функционирования биоты достаточно быстро (к июлю) исчерпывался. На стерневом фоне, наоборот, микробиота активизировалась в более поздние сроки вегетационного периода и субстрат для протеолиза появлялся ближе к осени.
Если протеазы ответственны за начальный этап минерализации азоторганических веществ, то в заключительной стадии процесса одно из важнейших мест принадлежит уреазе, катализирующей отщепление иона аммония из молекулы мочевины. В отличие от других гидролаз, по мере минимизации основной обработки почвы уреазная активность имела тенденцию к росту, что связано, в частности, повышением с плотности грибного населения почвы (Данилова, 2002).
Таким образом, при прекращении вспашки снижение темпов накопления минерального азота в почве в большей мере было связано с подавлением активности процессов, запускающих метаболизм азота в почве, в частности, разложения соединений белковой природы, чем процессов завершающих его (Данилова, 2006). Именно поэтому, к осени при появлении субстрата для протеолиза на стерневых фонах интенсивность накопления нитратного азота резко возрастала и к концу парования запас последнего в слое почвы 0-30 см выравнивался со вспашкой (см ниже).
5. Изменение динамики минерального азота в выщелоченном черноземе при длительном применении минимальных обработок
Актуальной проблемой при снижении интенсивности механического воздействия на почву остается динамика минерального азота в ней. В зоне южных, обыкновенных черноземов снижение скорости образования нитратного азота при прекращении вспашки позволяет существенно сократить непроизводительные потери почвенных ресурсов и поэтому является одной из преимуществ минимизации почвообработки. В зоне выщелоченных черноземов этот же процесс превращается в недостаток из-за усиления дефицита минерального азота. Так, по данным В.И. Кирюшина и др., (1984), в южном черноземе Северного Казахстана за период парования в слое 0-100 см может образоваться на вспашке до 350 кг/га, на мелкой плоскорезной обработке - 250 кг/га нитратного азота (что превышает потребности зерновых культур), в выщелоченном черноземе соответственно-125 и 100 кг/га, то есть создается дефицит примерно в 20-30 кг/га, который возрастает при удалении поля севооборота от пара (Власенко и др., 1992). К настоящему времени слабо исследован вопрос о микробиологических причинах этого явления, в частности вопрос о численности и активности основных агентов автотрофной нитрификации в пахотной почве.
5.1. Численность и активность нитрифицирующих
микроорганизмов в условиях почвозащитного земледелия
Установлено, что 84-99% нитратного азота в пахотных почвах продуцируется узкоспециализированной группой автотрофных нитрифицирующих бактерий (Кураков и др., 2001). Для почв Западной Сибири сведения об этой группе микроорганизмов немногочисленны (Сидоренко, 1959; Потехина, 1964; Наплекова, 1970; Хамова, 2002). Между тем имеются данные о том, что группа реагирует на уровень окультуренности почвы (Bruns et.al., 1999; Hanson et.al., 2002), удобренности и пестицидной нагрузки (Ceccherini et.al., 1998; Mendum, Hirsch., 2002).
В работе на основе анализа литературных и собственных экспериментальных данных показано, что количество автотрофных нитрифицирующих микроорганизмов, учитываемых на выщелоченном агаре с двойной аммонийно-магниевой солью фосфорной кислоты, в разных типах почв зависит прежде всего уровня их окультуренности.
Было установлено, что численность нитрифицирующих автотрофов, учтенных выбранным нами методом, в сероземе, дерново-подзолистой почве, приазовском черноземе была примерно одинаковой и составила от единиц до десятков тысяч на 1 г почвы (Изучение...,1960). Этот факт, на наш взгляд, вполне закономерен, так как процесс размножения автотрофных нитрифицирующих бактерий, как известно, интенсифицируется при окультуривании почвы, то есть, их численность вероятно должна определяться уровнем последней. Наши данные вполне подтверждают это положение. В пахотном слое окультуренных вариантов почв разных типов численность была существенно выше, чем в неокультуренных. Так, в целинной мерзлотной пойменной, в целинных аласных почвах Центральной Якутии, в целинной аллювиальной дерновой почве, в 30 летней залежи чернозема выщелоченного в Приобье показатель колебался в пределах 0 - 0,2 тыс. КОЕ/ г, в окультуренных вариантах этих же почв показатель достигал 25-32 тыс. КОЕ / г почвы.
Уровень показателя в исследуемой почве зависел поля севооборота (вклад фактора составил 80-90% от общей вариации признака) и снижался от первой культуры к заключительной в 10 и более раз. При этом в пахотном слое количество нитрификаторов на неудобренном фоне была в среднем на 40-60% ниже, чем удобренном. Показатель достаточно чутко реагировал на предпосевное внесение азотного удобрения. В начальный период после внесения последних зависимость численности группы от дозы и вида удобрения была максимальной и существенно превышала влияние глубины отбора образцов (исследования проведены в слоях почвы 0-10, 10-20 и 20-30 см). В более поздние сроки наблюдений доля влияния туков значительно снижалась, уступая влиянию глубины отбора образцов (табл.5). Для сравнения приведены соответствующие показатели для гетеротрофной группы, чувствительность которой к действию изученных факторов была значительно ниже, чем у автотрофных микроорганизмов.
Таблица 5. Доля влияния азотного удобрения на количество микроорганизмов в почве, % от общей вариации__
Срок отбора Нитрификаторы автотрофные Микроорганизмы на КАА
образцов Факторы Факторы
, удобрение глубина отбора удобрение глубина отбора
Июнь 91 01 47 5
Июль 24 55 5 37
Сентябрь 9 64 1 53
Установлено, что численность изучаемой группы достоверно зависела от способа использования почвы (табл.6). Так, бессменное парование почвы привело к значительному снижению показателя (особенно по сравнению с культурой пшеницы), что очевидно связано со снижением запасов доступных для микробного разложения органических соединений, о
величине которых можно косвенно судить по содержанию Сморт. по вариантам опыта, составившем на пару 1030 мг/кг, под пшеницей - 1686, многолетними травами - 2654. Посевы последних также способствовали снижению численности группы, причина которого в этом случае, видимо, иная. Известно, что в целинных почвах этот показатель обычно колеблется в очень низких пределах. На наш взгляд, под пластом многолетних трав в определенной мере начинают действовать те же процессы, что и под целинньм травостоем.
Таблица 6. Количество микроорганизмов в почве в зависимости от способа ее использования
Вариант Утилизирующие азот, млн. КОЕ / г Олиго Автох Нитри фици
органичес кий минераль ный трофные, млн КОЕ/ г тонные, млн. КОЕ/ г рующие, тыс.КОЕ/ г
6 летний 13 10 9 7 5,7
пар
6 летняя 16 20 16 12 25,4
пшеница
6 летний 13 14 16 16 14,4
посев трав
Доля 31 68 80 70 93
влияния,%
Сходные процессы, видимо, имеют место и в пахотной почве при прекращении вспашки. Нами установлено, что численность группы в почве по вариантам опыта от вспашки до нулевой обработки образует прямолинейно убывающий ряд, то есть каждой ступени снижения интенсивности механической обработки почвы соответствовал свой уровень показателя. Авторы, отметившие подобную закономерность в черноземных почвах других регионов, связывают ее с ухудшением аэрации почвенной толщи при прекращении вспашки (Зерфус,1979; Кашинская,1981; Кутовая,1984). В работе обсуждается вклад различных факторов в регуляции данного показателя.
Оценка максимальной потенциальной активности нитрифицирующего комплекса почвы (накопительные культуры в жидкой среде Виноградского) показала, что за 21 сутки в слое 0-10 см выщелоченного чернозема может образоваться до 2 г / кг или до 2 т / га N-N03 .Подобные показатели, полученные другими авторами на разных типах почв Западной Сибири достаточно близки и колеблются в пределах 1-2 т / га в слое 0-10 см (Гантимурова, Танасиенко, 1981; Косинова и др., 1993).
При компостировании почвы в лабораторных условиях без внесения источников аммония скорость процесса в сравнении с накопительной культурой снижалась в 9-11 раз, что очевидно связано как с недостатком субстрата, так и снижением его пространственной доступности. Соответствующий показатель для зонального ряда почв Сибири, по данным Н. Н. Наплековой (1970), может достигать 50 и определяется, прежде всего,
гранулометрическим составом почвы. При данном способе определения зависимость скорости процесса от способа обработки сохранялась, хотя вклад фактора в вариации признака по сравнению с накопительной культурой существенно падал (до 50 - 65%). Повторные исследования, проведенные в 2001-2004 г, показали, что при обоих способах определения средний уровень скорости накопления нитратов в почве и количественные соотношения между вариантами опыта сохранились. Следовательно, при увеличении срока минимизации обработки прогрессирующего снижения потенциальной нитрифицирующей активности почвы не происходило.
5.2. Интенсивность накопления нитратного азота в парующей почве.
По нашим данным, в полевых условиях реализуется около 1-2% нитрифицирующего потенциала почвы. Максимум активности процесса наблюдается в паровом поле, которое, в отличие от занятого культурой, представляется наиболее подходящим местом в севообороте для сравнительного изучения процессов минерализации почвенного азота по вариантам опыта. Во-первых, это первое поле после заключительной культуры севооборота, и поэтому в нем в наиболее концентрированном виде проявляются результаты предшествующих воздействий на почву. Во-вторых, с методической точки зрения в паровом поле значительно проще и точнее можно учесть высвобождение минерального азота из органического вещества почвы, чем в поле с растениями. Дело в том, что растения потребляют азот из всей почвенной толщи, и трудно определить, какая доля элемента усвоена ими из азотсодержащих соединений, минерализовавшихся в текущем вегетационном периоде.
В южных черноземах Северного Казахстана (Агроценозы .., 1984), на выщелоченном черноземе южной лесостепи Западной Сибири (Гамзиков с соавт., 1987) было показано, что в паровых полях скорость накопления нитратного азота на стерневых фонах достоверно ниже, чем на вспашке. В серых лесных Почвах Западной Сибири осенью интенсивность процесса на стерневых фонах может превышать показатели на вспашке (Ситников, 1979).
По нашим данным, в выщелоченном черноземе северной лесостепи Приобья в паровых полях в первой половине вегетационного периода скорость накопления нитратов на стерневых фонах была существенно (до 30 кг/га) ниже, чем на вспашке. Во второй половине периода в верхнем слое почвы на фоне плоскорезной и нулевой обработок интенсивность процесса возрастала более существенно, чем на вспашке, и к концу парования запас минерального азота в слое 0-30 см выравнивался по всем вариантам опыта (рис.1). При экстраполяции этих данных на непаровые поля можно сделать вывод, что максимальная активность нитрификации при поверхностных обработках не совпадает с периодом максимальной потребности зерновых в азоте, локализация основной активности процесса в поверхностном пересыхающем слое может способствовать повышению зависимости величины накопления минерального азота стерневых фонах от погодных условий.
Таким образом, прекращение вспашки чернозема выщелоченного сопровождалось снижением численности и активности нитрифицирующих автотрофных микроорганизмов. При паровании многократная поверхностная обработка приводила к более существенному повышению показателя на стерневых фонах в сравнении со вспашкой, что способствовало выравниванию запасов минерального азота по всем вариантам опыта и этот запас был достаточным для обеспечения первой культуры после пара. По непаровым предшественникам дефицит азота на стерневых фонах был более выражен в сравнении со вспашкой, о чем свидетельствуют как величина запасов перед посевом, так и суммарный вынос азота культурой и сорной растительностью. Недостаток азота на стерневых фонах компенсировали внесением удобрений в дозе N80 под вторую культуру после пара и N100- под третью, в результате чего в среднем за 1996-2002 г.г. все виды обработки почвы на экстенсивном фоне обеспечили урожайность 2,05-2,20 т/га, при комплексной химизации -3,21-3,46 т/га с тенденцией снижения' на нулевой обработке по сравнению со вспашкой примерно на 10-15% (Власенко и др., 2004).
май май нюн июн тол июл авг авг сен
• Вспашка ~~•—Плоскорезная обработка - • - "Нулевая" обработка
Рис.1 Динамика накопления нитратного азота в слое 0-30 см парующей почвы
6. Некоторые экотоксикологические последствия минимизации механической обработки выщелоченного чернозема Приобья
Одним из существенных недостатков минимизации почвообработки является ухудшение фитосанитарной ситуации в агроценозе, в частности, повышение засоренности посевов. Актуальность проблемы возрастает при
продвижении почвозащитной обработки со степной зоны в лесостепь. Так, по данным А.Н. Власенко и др., (1989), на опытах, заложенных по одинаковой схеме, на черноземе выщелоченном (северная лесостепь) степень засоренности посевов на нулевой обработке была в 2 раза выше, чем на черноземе обыкновенном (южная лесостепь). При этом на первых показатель может достигать 28,4% от общей биомассы растений в агроценозе. В условиях северной лесостепи Приобья разработана технология применения спектра средств защиты растений, позволяющая поддерживать этот показатель ниже уровня вредоносности. В целом показано, что в умеренной зоне Западной Сибири почвозащитная система земледелия экономически выгодна только при высоком уровне интенсификации (Власенко, 1994, Синещеков и др., 2004). При этом возникает сложная проблема оценки побочного действия средств защиты растений на окружающую среду, в частности, на биоту почвы.
6.1. Снижение интенсивности механической обработки и изменение токсичности пестицидов для почвенных микроорганизмов, значение мортмассы в этом процессе
: Принципиальное отличие стерневых фонов от вспашки в аспекте изучаемой проблемы заключается в следующем: на первых взаимодействие пестицидов и биоты почвы происходит в среде, насыщенном растительным опадом разной степени трансформации, при этом прекращение вспашки исключает фактор разбавления токсикантов в почвенной толще. Недостаток экспериментальных данных не позволяет пока составить представление о роли стерневых фонов в изменении степени токсичности пестицидов для почвенной биоты в сравнении со вспашкой. Отмечена одинаковая или более низкая в сравнении со вспашкой токсичность пестицидов на фоне минимальных обработок (Деркач,1973; Николаенко, Геллер, 1983; Кутовая,1984), что связано со снижением устойчивости последних- в слое, обогащенном растительными остатками (Пупонин, Захаренко, 1999; Slack et.al., 1978; Wilt, 1984). При этом есть сведения о более выраженной токсичности пестицидов для почвенных микроорганизмов на стерневых фонах в сравнении со вспашкой (Баздырев, Лютов,1988). Противоречивость сведений по данному вопросу очевидно связано как с разнообразием агротехнических, почвенно-климатических условий, так и химического состава препаратов.
Прежде всего отметим, что в настоящее время не существует единого критерия для оценки токсического действия пестицидов на окружающую среду. Нами в этом плане испытано около 20 показателей биологической активности почвы. Наиболее чувствительным индикатором ответной реакции микробного комплекса исследуемой почвы на воздействие пестицидов оказалась численность автотрофных нитрифицирующих микроорганизмов (Данилова, 2004). Такую же закономерность наблюдали L. Allievi, С. Gigliotty (2001), К. Brandt, (2001) при сравнении чувствительности чистых культур микроорганизмов, выделенных из почв Италии, США, к воздействию ряда пестицидов и связали эту закономерность с особенностями клеточного метаболизма автотрофных микроорганизмов. К тому же в условиях почвы, на
наш взгляд, колебания в численности гетеротрофов часто сложно уловить из-за большого их количества в почве, когда гибель одних ассоциаций может компенсироваться быстрым ростом других, чего трудно ожидать от узкоспециализированной группы автотрофных нитрификаторов.
В серии лабораторных опытов при благоприятных гидротермических условиях изученные пестициды даже в дозах, в 10 раз превышающих рекомендованные, не оказывали длительного (не более ЗОсуток) действия на численность сапрофитных микроорганизмов. Вклад фактора «пестицид» в вариации показателя не превышал 20%. Соответствующая величина для нитрифицирующих автотрофов составила 60-70% от общей вариации признака.
Ужесточение условий среды (полевые опыты) приводило к повышению вклада пестицидной нагрузки в вариацию численности микроорганизмов в почве. Так, доля влияния пестицидов на численность автотрофных нитрификаторов возрастала до 98% и до середины августа сохранялась на уровне 60%. Уменьшение вклада пестицидов в вариацию численности микроорганизмов к концу вегетационного периода свидетельствует о том, что микробный комплекс почвы за вегетационный период в состоянии справиться с пестицидной нагрузкой, предполагаемой интенсивными технологиями возделывания зерновых в Приобье.
Установлено, что минимизация основной обработки почвы может привести к понижению порога чувствительности микробного комплекса почвы к воздействию пестицидов. А именно, производственные дозы препаратов на фоне нулевой обработки вызывали изменения сходные с таковыми на вспашке при удвоенных дозах. Длительность токсического действия препаратов на стерневом фоне была в среднем на 30 суток больше, чем на вспашке, но не превышала 60 суток.
Таким образом, на стерневых фонах ответная реакция микробного комплекса почвы на внесение пестицидов была более выраженной по сравнению со вспашкой.
Из изложенного материала следует, что при благоприятных гидротермических условиях устойчивость микробного комплекса почвы к воздействию пестицидов проявлялась по типу сопротивления (Одум, 1975, Бигон,1989) следовательно, запас прочности сообщества был таков, что основные характеристики его структуры и функции не реагировали на воздействие. В более жестких условиях среды устойчивость сообщества проявилась по типу упругости, когда характеристики сообщества после изменений, вызванных пестицидом, той или иной скоростью возвращались в исходное состояние.
Именно последнее свойство почвенного микробного комплекса было положено в основу классификации экологической опасности пестицидов, предложенной К.Н. БотзЬ й а1., (1983), согласно которой, степень воздействия изученных препаратов и их сочетаний на микробный комплекс исследуемой почвы оценивается как допустимая.
Пределы упругости сообщества зависят от длительности и мощности воздействия фактора. При этом оно может проходить несколько стадий (зон)
изменения в своей структуре и функции (Гузев и др.,1984). Согласно этим критериям, рекомендованный уровень пестицидной нагрузки на агроценоз на фоне вспашки находится в зоне гомеостаза микробного комплекса почвы; на фоне нулевой обработки - в зоне стресса.
Объяснение причин повышения экотоксикологической напряженности на фоне нулевой обработки в сравнении со вспашкой, на наш взгляд, необходимо искать, прежде всего, в различном содержании мортмассы в поверхностном слое почвы.
Принято считать, что чем больше в почве органического вещества, тем выше устойчивость микробного комплекса к токсическому действию пестицидов, и тем выше скорость разложения последних. Действительно, скорость трансформации пестицида повышалась при внесении в почву дополнительных источников энергии в виде растительных остатков и их компонентов (Головлева и др., 1980). В то же время известно, что, повышая дозу вносимого органического материала, можно добиться существенного снижения скорости биодеградации пестицида (Галиулин,1987, Ананьева, 2003, Abdelhafid et.al., 2000).
Для уточнения этого вопроса в серии лабораторных опытов была использована почва с естественно сложившимся различным количеством растительных остатков (бессменный пар, бессменная пшеница, многолетние травы, содержание Сморт. в них соответственно равнялось 1030, 1686, 2654 мг/кг). Установлено, что интенсивность СИД достоверно изменялась под влиянием 2,4-Д только в варианте 3 (табл.7). Длительность отклонения от контроля составила не менее 30 суток. Только на этом варианте были отмечены статистически достоверные отклонения от контроля численности микроорганизмов, утилизирующих органические источники азота (доля влияния фактора «пестицид» 78%); нитрифицирующих автотрофов (65%). Длительность отклонения от контроля составила не менее 60 суток. Сделан вывод, что накопление органического материала может способствовать снижению порога чувствительности микробного комплекса почвы к действию пестицидов. Видимо, подобные процессы имеют место при прекращении вспашки, способствующего локализации мортмассы в слое почвы 0-10 см.
Таблица 7. Влияние 2,4-Д на величину субстрат-индуцированного дыхания
почвы (СИД)
№: С мортмассы, Критерий Фишера для факторов
П /' Вариант мг/кг пестицид срок
П наблюдения
1. 6 летний пар 1030 1,11 14,87
2. 6 летняя пшеница 1686 0,04 27,15
3. 6 летний посев 2654 19,45 148,00
трав
Установленный выше факт рассматривается и с другой точки зрения. А именно, отмеченные изменения можно было бы оценить как ответную реакцию
микробного комплекса почвы, направленную на уничтожение пестицида. Однако, на основе результатов определения остаточных количеств 2,4-Д в описанной выше серии лабораторных опытов и данных многолетних исследований других авторов, проведенных на исследуемой почве (Малыгин, Новиков, 2000; Каличкин, Малыгин, 2002) сделан вывод, что увеличение запасов мортмассы в поверхностном слое выщелоченного чернозема при минимальной обработке не сопровождалась более быстрым разложением 2-4 Д по сравнению со вспашкой.
Таким образом, минимизация основной обработки выщелоченного чернозема Приобья может сопровождаться понижением порога чувствительности почвенного микробного комплекса к воздействию пестицидов. Повышение токсичности пестицидов на стерневых фонах в сравнении со вспашкой определенной мере является следствием накопления растительного материала в верхнем слое почвы (Данилова, Малыгин, 2005).
6.2. Особенности изменения численности, состава и
фитотоксичности грибного комплекса почвы при минимизации механической обработки
Установлено, что длительное отсутствие вспашки (более 15 лет) выщелоченного чернозема северной лесостепи даже при применении средств химизации может сопровождаться достоверным снижением урожайности зерновых (Власенко и др., 2003). На наш взгляд, в данном процессе немаловажное значение могут иметь биохимические и микробиологические особенности почвы, создающиеся при различной локализации растительных остатков в верхнем слое почвы в сочетании с накоплением средств химизации.
Фитопатологи не исключают возможности того, что систематические пестицидные обработки стерни могут привести к нарушению равновесия между патогенной микрофлорой и их антогонистами (Wacha, Tiffani,1979; Phillips,1984; Киреев, 2000). Накопление микотоксинов при многолетнем разложении стерни в ограниченном объеме почвы может привести к повышению токсичности почвы (Билай, 1948; Берестецкий, 1972; Лобков, 1997).
Результаты двух туров исследований после 1-й и 4-й ротаций севооборота свидетельствуют о том, что различия по плотности грибного населения почвы между вариантами опыта накапливались в течение достаточно длительного периода времени. Достоверные различия между вспашкой и стерневыми фонами отмечались в 70% наблюдений. При этом независимо от способа обработки показатель на интенсивном фоне химизации в среднем на 50-80% был выше, чем на экстенсивном.
' Известно, что пестициды могут оказывать избирательное действие таксономический состав микробного комплекса почвы, вследствие чего возможна смена доминирующих форм, нарушение равновесия между естественными симбионтами и антогонистами (Wainright,1975; Nikish, Muller, 1980; Vancura, 1988). При этом авторы отмечают более высокую
супрессивность микробного комплекса почвы под стерней по сравнению со вспашкой (РЫШрБ ,1984, Кузнецова и др., 1980; Бобко, 1980; Чулки на и др. 2003). Отметим, что эти сведения в основном относятся к почвам более южной зоны по сравнению с объектом нашего исследования, в котором а условиях более влажного и прохладного климата роль грибного компонента в разложении растительных остатков возрастает.
последняя пшеница после пара
перван пшеница после пара
□ вспашка
20 ■ 5! 10 -5 ■ 0 - □ кулевая Г : I
май | июль | сект [ экстенсивный май 1 июль 1 сент интенсивный
Рис. 2 Подавление роста корней проростков тест-культуры иод влиянием грибов, выделенных из почвы, при различных способах механической обработки и уровнях пестицидкой нагрузки
Примечание: ингибйрование роста корней вычислено по формуле (Бересгецкий, 1972): Аф (%) = 100- (До-Дн/Дк-Дн) х 100, где До, Дк - длина корней проростков через 24 часа соответственно в опыте и контроле, Дн - начальная длина корней (мм). (Допустимый уровень фитотоксичности. вычисленный но данной формуле равен 30%).
Установлено, что ни смена способа обработки, ни повышение пестицид ног о фона не влияли на состав доминирующих родов микроскопических грибов. При этом на заключительной культуре севооборота
отмечались изменения в количественном соотношении численности представителей различных родов, характер которых определялся уровнем пестицидной нагрузки и заключался в повышении доли представителей родов Fusarium и Pénicillium. На стерневых фонах эта закономерность была более выражена в сравнении со вспашкой. В почве под первой пшеницей после пара достоверных различий между пестицидными фонами отмечено меньше, чем на последней пшенице. При этом наблюдалось снижение численности рода Pénicillium при возрастании таковой рода Fusarium, отклонения обнаружены только на стерневом фоне (Данилова, 2003).
Итак, к концу ротации севооборота на интенсивном пестицидном фоне возникает некоторая экотоксикологическая напряженность, которая ослабевает при паровании.
Для выяснения экологических последствий периодически отмечаемой перестройки в составе грибного комплекса почвы проведены наблюдения за степенью его токсигенности. Случаи проявления фитотоксичности грибной флоры почвы в исследуемой почве отмечались достаточно часто. При этом уровень показателя был низким весной и повышался ко второй половине вегетационного периода (рис.2). На стерневом фоне фитотоксичность грибного комплекса почвы была почти в 2 раза выше, чем на вспашке. Повышение пестицидного фона усиливало этот эффект. Судя по литературным данным (Рудаков, Спиридонов, 1979; Монастырский, 1998; Мосина, 2002 и др.), повышение токсигенности грибов в данном случае можно рассматривать как ответную реакцию последних на ужесточение условий среды. Исследования, проведенные одновременно на различных полях севооборота позволяют сделать вывод, что парование позволяет существенно снизить уровень грибной фитотоксичности почвы, следовательно, это негативное с точки зрения агрономии явление поддается антропогенной регуляции.
Таким образом, минимизация основной обработки выщелоченного чернозема в сочетании с повышением пестицидного фона сопровождалась увеличением численности и периодическим изменением количественных соотношений между представителями доминирующих родов микроскопических грибов. При этом направленность изменения грибного комплекса такова, что может привести к накоплению в агроценозе видов, проявляющих фитотоксичные свойства.
6.3. Комплексная экотоксикологическая оценка почвенной среды после 20 летнего применения пестицидов в сочетании с минимизацией механической обработки.
Впервые для условий Западной Сибири реализован комплексный подход к оценке экотоксикологического состояния почвенной среды на основе исследования параметров структуры и функционирования почвенного микробного комплекса почвы, биотестирования на проростках высших растений и на клетках простейших.
Основное влияние на динамику общей микробной биомассы оказывали способ основной обработки и срок отбора образцов. Вклад пестицидного фона
в этот процесс был минимальным. При повышении химического фона во втором туре исследований по сравнению с первым отмечено несколько больше фактов отклонения индикаторных показателей от контроля. На фоне нулевой обработки эти отклонения отмечались чаще, чем на вспашке. Следовательно, можно заключить, что минимизация обработки сопровождалась некоторым повышением экотоксикологической напряженности в микробном комплексе почвы. Однако наблюдаемые отклонения, хотя и были статистически достоверны, по своей абсолютной величине не катастрофичны и вполне могут находиться в пределах естественной многолетней флюктуации показателей.
По динамике роста проростков высших растений судили во-первых, об экологических последствиях возможной перестройки микробного комплекса почвы, во вторых, об остаточной токсичности гербицидов, применяемых в агроценозе. Отмечено, что слой почвы 0-10см обычно не проявлял фитотоксичности по отношению к тест-объекту (проростки редиса). Весной в слое почвы 10-20 см на фоне вспашки отмечалось снижение всхожести семян тест-объекта на 50-80% в сравнении с нулевой обработкой. Этот эффект обычно исчезал к середине июля. Сделан вывод, что стерневые фоны по данному показателю более благополучны, чем вспашка, при которой в слое 1020 см возможно повышение фитотоксичности, связанное в свою очередь как с повышением токсигенности грибного населения почвы, так и возможным сохранением остатков гербицидов на запаханной соломе.
В заключительном этапе исследований проведена общая оценка зоотоксичности почвенной среды с применением в качестве тест-объекта простейших для оценки результатов многолетнего применения пестицидов на жизнеспособность микроскопических животных в почве. Установлено, что ни один из испытанных пестицидов (децис, диален, дифезан) не проявлял острой токсичности по отношению к инфузориям. При дозах, превышающих рекомендованные в 100 и более раз, отмечалось удлинение лаг-фазы на 1-2 суток по сравнению с контролем, что свидетельствует о чрезвычайно мягком действии современных пестицидов на почвенных животных. Не отмечено ни одного случая подавления развития простейших в водных вытяжках из почв изученных вариантов. Следовательно, 20 летняя минимизация механической обработки в сочетании с применением комплекса химических средств защиты растений не сопровождалась повышением токсигенности почвенной среды для микроскопических животных.
7. Сравнительная характеристика процессов, происходящих в почве при минимизации механической обработки и восстановлении естественной растительности
В свое время в научной литературе шла дискуссия о направленности почвообразовательного процесса при прекращении вспашки. Спектр мнений был достаточно широким от отрицания наличия даже признаков дернового процесса в минимально обрабатываемых почвах (Бука, Кисель,1988) до признания полного восстановления естественного черноземообразователъного процесса в последних (Шикула, Назаренко,1990). Основным критерием для
оценок служила динамика гумуса в почве. На наш взгляд, существенный вклад в решении проблемы может внести изучение вопроса с почвенно-микробиологических позиций. Для этих целей на основе многолетних наблюдений за изменением свойств почвы при высадке на пашне многолетних трав и древесных пород определены основные направления изменения свойств самовосстанавливающейся почвы и проведена оценка степени их проявления при минимизации механической обработки.
Характер накопления мортмассы при восстановлении аналогов естественной растительности был во многом сходным с таковым при минимизации механической обработки. За 25 лет восстановительной сукцессии растительности количество мортмассы в слое 0-10 см под многолетними травами, древесными насаждениями повысилось по сравнению с пахотной почвой примерно в 2 раза и составило от 40 до 60 % от целины. В слое 0-30 см величина показателя в восстанавливаемых ценозах была близкой к пашне и составила около 50% от целинных почв. Таким образом, накопление негумифицированного органического вещества при восстановлении растительности происходило в самых верхних слоях за счет обеднения ею нижних.
Снижение удельной скорости продуцирования СО2- Судя по суммарным оценкам, направленность изменения дыхательной активности почвы при минимизации обработки и восстановлении растительности была противоположной. Так, в первом случае показатель снизился по сравнению со вспашкой примерно на 10 %, во втором - повысился на 40%. Однако расчет активности процесса на единицу веса мортмассы показывает, что удельная скорость минерализационных процессов в обоих опытах имела тенденцию к падению (на пашне равнялась 1,5 кг С-СОг / кг мортмассы, под травами - 0,6, под древесными посадками - 0,4-0,8, под березовым колком -0,4; на фоне вспашки 2,2-2,7 нулевой обработки -1,2-1,5) Следовательно, накопление мортмассы в восстанавливаемых ценозах и агроценозе является результатом повышения количества поступающего растительного вещества и замедления процессов его переработки. Подтверждение этого вывода мы получили при оценке степени разложения целлюлозосодержащего материала, внесенного в почву с ненарушенной структурой. Падение общей активности процесса примерно в 2,5 раза отмечена в ряду БГЦ пашня - многолетние травы -древесные насаждения - целина - лес. При благоприятных условиях увлажнения во второй половине вегетационного периода в травяных ценозах активность процесса примерно в 2 раза превышала таковую на пахотной почве, то есть при восстановлении растительности отмечалось смещение максимумов разложения опада к осени. При минимизации основной обработки почвы эти два момента прослеживались достаточно четко. Указанное снижение скорости минерализационных процессов являлось следствием сукцессионных процессов в микробном комплексе почвы. Особенности изменения численности той или иной группы микроорганизмов в модельных БГЦ определялись местом группы в трофической цепи, образующейся в процессе разложения растительных остатков (Данилова, 2002). Сила влияния типа растительности снижалась в ряду
групп микроорганизмов: микроскопические грибы - бактерии, утилизирующие азот органический - азот минеральный - олиготрофы. Сукцессионный процесс, вызванный сменой произрастающей растительности, в течение 18-20 лет не затронул пока олиготрофную составляющую микробного комплекса почвы. При этом численность грибов повысилась на 40%, микроорганизмов, утилизирующих различные источники азота, снизилась на 20-30 %. Сходная закономерность отмечена и при минимизации основной обработки почвы, с той лишь разницей, что накопление грибных зачатков на стерневых фонах было выражено менее четко, чем при восстановлении естественной растительности
С особенностями накопления растительного вещества в экосистеме была связана ферментативная активность почвы. При восстановлении растительности повышение инвертазной активности верхнего слоя почвы тесно коррелировало с развитостью травяного покрова и была максимальной под травами и целинным лугом. Уровень уреазной активности был тесно связан с количеством мортмассы и численностью грибного населения почвы (Данилова, 2002). Последний факт позволил признать одной из причин повышения урезной активности выщелоченного чернозема при минимизации обработки увеличение в микробном комплексе почвы на стерневых фонах доли микроскопических грибов.
Снижение скорости накопления минерального азота в почве. Содержание нитратного азота в почве достоверно снижалось в ряду пашня -восстанавливаемые ценозы - целина - лес. В последних двух вариантах минеральный азот был представлен преимущественно в виде аммиачной формы, что могло быть обусловлено как подавлением нитрификации при восстановлении естественной растительности, так и быстрым поглощением нитратного азота корнями растений. Результаты определения показателя при компостировании почвы указывают на повышение активности процесса при восстановлении аналогов естественной растительности, что коррелирует с увеличением запасов мортмассы в почве в данном ряду вариантов. При нарушении естественного сложения почвы и равномерном перемешивании растительных остатков в объеме почвы происходит резкое возрастание скорости накопления нитратного азота. Кроме того, в нашем опыте еще до минерализации опада непосредственным источником нитратов может быть аммиачный азот, накопленный в восстанавливаемых ценозах в значительных количествах (до 20-30 мг/кг). Следовательно, скорость процесса, оцененная при лабораторном компостировании, вряд ли может служить показателем процессов, протекающих в естественных условиях.
Определение активности процесса в накопительной культуре, когда влияние естественных источников нитратов сведены к минимуму и оценивается только максимальная активность переработки внесенного аммиачного азота, показало абсолютное преимущество пахотной почвы. Численность нитрифицирующих микроорганизмов при этом на пашне была выше, чем во всех остальных ценозах примерно на 3 порядка. Полученные данные позволили заключить, что естественные ценозы по активности накопления нитратного азота существенно уступают пашне и восстанавливаемым ценозам, снижение
содержания нитратного азота в почве при восстановлении естественной растительности связано со снижением нитрифицирующей способности почвы, что в свою очередь обусловлено уменьшением численности и ухудшением условий среды для функционирования автотрофных нитрифицирующих бактерий.
Таким образом, снижение интенсивности нитрификационных процессов в черноземе выщелоченном при прекращении вспашки - процесс естественный, связанный, прежде всего, с перераспределением растительного опада в почве. Выравнивание показателя в слое 0-30 см в паровом поле очевидно связано с многократным перемешиванием верхнего слоя стерневых фонов, что существенно повышает численность и активность автотрофных нитрифицирующих микроорганизмов.
Содержание С0бщ- рассматривается как интегральный итог изменения процессов поступления, минерализации, закрепления углерода в почве. При зарастании пашни многолетними травами за 18-20 лет восстановилось около 90% Собщ-, присущего целинной почве. Под древесными насаждениями темпы процесса были существенно ниже и при групповом анализе при помощи метода главных компонент показатель образовал одну группу с пашней. В агроценозе спустя 20 лет после прекращения вспашки отмечена только тенденция к повышению содержания С0бщ. в верхнем слое стерневых фонов, что является, прежде всего, следствием отчуждения растительной биомассы с урожаем.
Полученный экспериментальный материал является достаточно четкой иллюстрацией основополагающего положения экологии о том, что системообразующим фактором (Анохин, 1973) при восстановительной сукцессии растительности является стремление экосистемы к стабильности через накопление инертных форм органического вещества, когда на единицу энергии приходится максимум биомассы. И это накопление в свою очередь достигается через снижение метаболической активности живой фазы почвы. Минимизация обработки почвы приводит к сходным процессам, однако отчуждение продукции ограничивает процесс накопления органического вещества в агроэкосистеме.
В целом, микробиологические и биохимические свойства почвы оказались наиболее чувствительными индикаторами стадий развития почвы при смене способа ее использования. Наиболее характерные черты этого процесса в агроценозе и восстанавливаемых БГЦ заключались в следующем: снижение мощности биологически активного слоя почвы, повышение доли быстрорастугцих форм в сапрофитной части микробного комплекса, повышение в нем доли грибного населения, снижение количества микробных клеток, соответствующего единице Собщ. и Смортмассы. При этом необходимо обратить внимание на одно обстоятельство. Если сказанное выше в восстанавливаемых БГЦ четко прослеживалось и статистически доказывалось при высоких уровнях значимости, то в агроценозе часть закономерностей проявлялась в виде тенденций. Так, например, в восстанавливаемых БГЦ статистически достоверно прослеживалась зависимость динамики численности отдельных групп микроорганизмов от места группы в трофической цепи, образующейся при разложении растительных остатков. В агроценозе такой
ясной картины не наблюдалось именно потому, что, во-первых, количество растительного вещества, поступающего в почву, значительно уступало восстанавливаемым КГЦ и во-вторых, механическое воздействие, хотя и сокращенное, непрерывно нарушало сложение почвы, тем самым разрушало складывающееся равновесие в живой фазе почвы.
Фитотоксичность грибной флоры почвы. Как известно, в начальных этапах разложения растительных остатков в микробном комплексе почвы часто повышается доля фитотоксичных грибов (Беккер и др., 1959; Мирчинк, 1963; Мирчинк, Бондаревская, 1979; Берестецкий и др., 1984; Мирчинк, 1988 и др.) Фитотоксичность еапротрофных грибов обеспечивает им преимущества в борьбе за питательный субстрат (Горленко, 1975;
60 -50 -40 -? 30 -20 ■ 10 -0 -
пашня травы береза целина лес
Рис.3 Подавление роста корней проростков тес г-культуры грибами, выделенными из почвы под различном растительностью
Гродзшский, Головко, 1983). Следовательно, данное свойство грибов - явление естественное, не всегда связанное с антропогенным воздействием на почву, имеющее свою динамику во времени, обусловленное с особенностями гидротермического режима вегетационного периода и поступлением в почву растительного опада. В аспекте обсуждаемой в главе проблемы важны два основных вывода, вытекающие из экспериментальных данных (рис.3). Во-первых, как в целинных, так и восстанавливаемых Б ГЦ уровень фитотоксичности грибной флоры был достаточно низким весной и повышался к осени, что связано, вероятно, с естественной динамикой поступления и разложения растительных остатков. Во-вторых, фитотоксичность грибов по отношению к тест-культуре пшенице была наиболее выражена на фоне многолетних злаковых трав и целинной разнотравно-злаковой растительности, что вполне объяснимо, если учесть экологическую роль явления грибного фитотоксикоза, как средства в конкурентной борьбе за источники пищи при разложении однородного по составу растительного вещества. Исходя из изложенного материала, можно заключить, что повышение фятотоксичности
Оман □ сентябрь
грибной флоры выщелоченного чернозема северной лесостепи при минимизации обработки является результатом наложения естественных и антропогенных факторов: накопления растительных остатков в ограниченном объеме почвы и повышения токсигенности грибов в ответ на повышение пестицидной нагрузки на агроценоз.
Таким образом, повышение фитотоксичности грибного населения почвы при минимизации основной обработки почвы можно рассматривать как некоторый шаг к восстановлению естественной микробиоты почвы.
Заключение
Многолетними исследованиями с соисполнителями была показана возможность и экономическая эффективность минимизации механической обработки выщелоченных черноземов северной лесостепи Западной Сибири вплоть до полного отказа от вспашки. Установлено, что при 20 летнем отсутствие вспашки плотность почвы не превышала оптимальных пределов для произрастания зерновых культур (1,04-1,17 г/см3). Разработанная технология применения спектра гербицидов позволяла снизить засоренность посевов на стерневых фонах примерно в 3 (1-я культура после пара) - 5 раз (4-я культура) и поддерживать показатель ниже уровня вредоносности. Недостаток азота на стерневых фонах компенсировали внесением удобрений в дозе М8о под вторую культуру после пара и N100 - под третью. В среднем за 1996-2002 г.г. все виды обработки почвы на экстенсивном фоне обеспечили урожайность 2,052,20 т/га, при комплексной химизации -3,21-3,46 т/та с тенденцией снижения на нулевой обработке примерно на 10-15%.
Изменение способа механической обработки почвы сопровождалось прежде всего перераспределением негумифицированного органического вещества в корнеобитаемом слое, что в свою очередь привело к усилению степени дифференциации этого слоя по микробиологическим и биохимическим показателям примерно в 3 раза в сравнении со вспашкой. При этом установлено, что этот процесс стабилизируется в течение первой ротации пятипольного зернопарового севооборота.
За счет снижения биологической активности слоя почвы ниже 10 см имело место общее снижение интенсивности минерализационных процессов в корнеобитаемом слое почвы: дыхательной активности на 300 кг С/га за вегетационный период (примерно 10% от общей продукции С-СОг в агроценозе), нитрификационной - на 20% в сравнении со вспашкой.
Используя численность автотрофных нитрифицирующих микроорганизмов в качестве индикатора воздействия пестицидов на микробный комплекс почвы показано, что на стерневом фоне ответная реакция последнего регистрировалась при более низких дозах пестицидов по сравнению со вспашкой. При этом длительность отклонения показателя от контроля на стерневом фоне увеличивалась на 30 суток по сравнению со вспашкой. Под совместным влиянием минимизации механической обработки и воздействия пестицидов происходило повышение фитотоксичности грибного комплекса почвы. Однако отмеченные отклонения видимо не имели решающего значения
в формировании фонового состояния среды, о чем свидетельствуют результаты комплексной экотоксикологической оценки почвенных условий спустя 20 лет после прекращения вспашки.
Сравнительный анализ процессов, происходящих в почве при минимизации механической обработки и восстановлении аналогов естественной растительности в старопахотной почве позволил заключить, что падение скорости минерализации органического вещества, активности нитрификационных процессов и повышение фитотоксичности грибного комплекса почвы являются общей чертой почв, выведенных их пахотного состояния. Использование почвы в агроценозе в условиях почвозащитного земледелия поддерживает уровень нитрификационных процессов на уровне, соответствующем степени минимизации обработки, применение пестицидов может усилить естественную тенденцию к повышению фитотоксичности грибного населения при накоплении и разложении растительных остатков в ограниченном объеме почвы.
В целом, новые знания, полученные при изучении изменения свойств почвы, выведенной из системы традиционной вспашки, и последующем прекращении агроиспользования ее, вносят вклад в развитии представлений о пределах самовосстановления экологических функций антропогенно измененных почв.
Выводы
1. Минимизация основной обработки выщелоченного чернозема сопровождалась повышением запасов С0бШ. в слое 0-30 см примерно на 10 %. Запасы С мортмассы и подвижного гумуса (С щел..) в целом слое 0-30 см не изменились. Обнаружена заметная дифференциация верхнего слоя почвы по запасу Сморт.: показатель в слое почвы 0-10 см на стерневых фонах примерно на 40 % был выше, чем на вспашке, в слоях 10-20 и 20-30см - ниже на 50%.
2. Особенности перераспределения растительных остатков в корнеобитаемом слое минимально обрабатываемой почвы привели к снижению мощности биологически активного слоя на фоне глубокого рыхления на 20-40%, мелкой плоскорезной обработки - на 30-50%, нулевой - на 50-80% по сравнению ■ с ежегодной вспашкой. В результате сукцессионного процесса, вызванного прекращением вспашки, снизилась амплитуда колебания численности микроорганизмов во времени, в сапрофитном комплексе почвы возросло относительное содержание быстрорастущих форм микроорганизмов, снизилось количество микроорганизмов, соответствующее единице веса С06Щ..
3. Проведена количественная оценка степени микробиологической и биохимической дифференциации корнеобитаемого слоя почвы при 20 летней минимизации механической обработки. Показано, что этот процесс прекращается в течение первой ротации пятипольного зернопарового севооборота вследствие механической, хотя и сокращенной обработки почвы и стабилизации количества поступающего растительного вещества.
4. Общее снижение интенсивности микробиологических процессов при минимизации механической обработки почвы привело к снижению минерализационных потерь углерода из почвы примерно на 300 кг/га за вегетационный период.
5. Показано, что при паровании в слое 0-100 см накопление нитратного азота фоне глубокого безотвального рыхления было на 10%, на нулевой обработке - на 20% ниже, чем на вспашке. В слое 0-30 см этот показатель на стерневых фонах не уступал вспашке. Установлено, что плоскорезная и нулевая обработки выщелоченного чернозема в первой половине вегетационного периода сдерживают минерализацию почвенного азота, и в результате запас нитратов в слое 0-30 см оказывается на 10-30 кг/га меньше в сравнении с вариантом вспашки. Выравнивание содержания нитратов в этом слое почвы между разными вариантами обработок происходило только к 20-30 июля за счет опережающих темпов минерализации почвенного азота в верхнем слое стерневых фонов.
6. Удлинение срока отсутствия вспашки не сопровождалось прогрессирующим снижением азотминерализующей способности почвы. Динамика процесса представляла собой повторяющийся цикл от парового Поля к заключительной культуре севооборота.
7. В результате комплексных исследований с соисполнителями показано, что степень засоренности посевов при переходе от обыкновенных черноземов южной лесотепи к выщелоченным черноземам северной лесостепи возрастает в 2 раза. При этом подбор спектра средств защиты растений позволил поддерживать уровень засоренности посевов ниже уровня вредоносности. Проведена оценка устойчивости микробного комплекса почвы к воздействию 2, 10 кратных доз пестицидов, рекомендованных для применения в зерновых агроценозах Приобья. Показано, что все флуктуации численности и активности микроорганизмов под действием химических средств защиты растений находятся в пределах устойчивости микробного комплекса почвы. В качестве индикатора уровня антропогенной нагрузки на агроценоз предложена численность автотрофных нитрифицирующих микроорганизмов, учитываемых на выщелоченном агаре с аммонийно-магниевой солью фосфорной кислоты.
8. ; Минимизация механической обработки почвы способствовало понижению порога чувствительности микробного комплекса выщелоченного чернозема к воздействию пестицидов, что коррелировало с увеличением запасов мортмассы в верхнем слое почвы Повышение уровня биологической активности почвы при увеличении запасов мортмассы в слое почвы 0-10 см на стерневых фонах, как показано на примере 2,4-Д, не сопровождалось интенсификацией разложения пестицидов.
9. На основе разработанного и опробованного в многолетних исследованиях способа определения фитотоксичности комплекса микроскопических грибов установлено, что прекращение вспашки способствовало повышению численности и фитотоксичности грибного населения почвы.
10. В среднем за 1996-2002 г.г. все виды обработки почвы на экстенсивном фоне обеспечили урожайность 2,05-2,20 т/га, при комплексной химизации -3,21-3,46 т/га с тенденцией снижения на нулевой обработке примерно на 1015%. Установлены почвенно-микробиологические параметры почвы, обеспечивающие стабильное функционирование агроценоза в данных условиях.
11. Для определения направленности почвообразовательного процесса при прекращении традиционной вспашки проведены многолетние исследования динамики свойств старопахотной почвы при восстановлении на ней аналогов естественной растительности. На основе обнаруженных сходных черт в накоплении С мортмассы, удельной активности минерализационных процессов, особенностях микробиологических, биохимических показателей и динамики формирования фитотоксичных свойств грибного населения почвы сделан вывод, что особенности микробной сукцессии, вызванной заменой вспашки поверхностными обработками являются этапом в процессе самовосстановления свойств, присущих целинной почве.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Кирюшин В.И., Данилова A.A. Биологическая активность выщелоченного чернозема Приобья в связи с интенсификацией возделывания зерновых культур //Агрохимия. - 1990,- №9.- С.79-86.
2. Данилова A.A., Халимон В.Н., Чепрасов A.A. Биологическая активность чернозема выщелоченного и урожайность пшеницы при минимализации основной обработки //Сибирский вест. с.-х. науки.-1990.- №2.- С.3-8.
3. Шарков И.Н., Данилова A.A., Халимон В.Н. Запас негумифицированных растительных остатков и биологическая активность выщелоченного чернозема при минимализации основной обработки //Почвоведение. - 1991,-№12,- С.130-135..
4. Якутии М.В., Данилова A.A. Влияние длительного применения Пестицидов на комплекс микроорганизмов почвы //Эколого-экономические основы безопасной жизнедеятельности: Мат. 2 Всероссийской конференции Ч. 1. Новосибирск, 1993.- С.61 -63.
5. Шарков И.Н., Букреева СЛ., Данилова A.A. Роль легкоминерализуемого органического вещества в стабилизации запасов углерода в пахотных почвах //Сибирский экологический журнал. - 1997,- №4.- С.363-368..
6. Данилова A.A., Самохвалова JIM. Применение плазмохимической азотной кислоты в качестве удобрения на солонцовых почвах Западной Сибири //Почвозащитная система земледелия и зерновое производство на Евразийском континенте в XXI веке. Мат. Междунар. конференции. Новосибирск, 1998,- С.110-112.
7. Данилова A.A., Самохвалова Л.М., Карван Г.В. Состояние микробного комплекса выщелоченного чернозема при многолетнем применении плазмохимической азотной кислоты в качестве удобрения // Почвы Сибири, их использование и охрана. Красноярск, 1999,- С.57-58.
8. Данилова А.А Изменение микробного комплекса почвы при смене типа произрастающей растительности //Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в XXI веке. Мат. Междунар. науч .- практ. конф. Часть 1. Земледелие, растениеводство и селекция. Новосибирск, 1999. - С.45-46.
9. Данилова А.А Особенности изменения биологических свойств аллювиальной дерновой почвы при выводе ее из интенсивного сельскохозяйственного использования // Проблемы сельскохозяйственной экологии. Доклады науч. - практ. конф. Новосибирск, 2000.- С.80.
10. Гончаров П.Л., Шарков И.Н., Букреева С.Л., Данилова A.A. Сравнительная характеристика свойств почвы и процессов превращения органического вещества в различных биогеоценозах лесостепи Приобья //Сельскохозяйственная наука Сибири (1969-1999). Сборник научных трудов. Новосибирск, СО РАСХН, 1999.- С.151-163.
11. Данилова A.A. Чувствительность различных показателей ферментативной активности аллювиальной почвы к смене типа произрастающей растительности //Проблемы стабилизации и развития сельского хозяйства Казахстана, Сибири и Монголии. Мат.З Междунар. конф. Новосибирск, 2000.- С.24-25.
12. Данилова A.A. Изменение ферментативной активности пахотной аллювиальной почвы при восстановлении естественной растительности. //Сибирский вестник с.-х. науки, № 3-4,-2002,-С.14-19.
13. Данилова A.A. Изменение токсичности микофлоры при многолетней минимальной обработке выщелоченного чернозема в сочетании с применением пестицидов // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель. Мат. Междунар. конф. Томск, 2002 .- С.33-36.
14. Данилова A.A. Особенности сукцессионных процессов в почве при смене типа произрастающей растительности //Сибирский экологический журнал .-2002,-№3,- С.331-336.
15. Данилова A.A. Содержание ферментных белков в органическом веществе дерновой почвы под различными типами растительности //Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии, Казахстана, Беларуси и Башкортостана. Мат.5-й Междунар.науч.-практ. конф. Новосибирск, 2002,-С.109-110.
16. Данилова A.A. Изменение грибного комплекса выщелоченного чернозема при минимизации основной обработки// Повышение устойчивости биоресурсов на адаптивно-ландшафтной основе. Мат. Междунар. Науч.-практ. конф., ч.1. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2003.- С.288-292.
17. Данилова A.A. Изменение свойств почвы при восстановлении естественной растительности. // Почвы Сибири, их использование и охрана. Абакан, 2003.-С. 59-64.
18. Самохвалова Л.М., Данилова A.A. Исследование влияния азотных удобрений на урожайность зерновых и биологические свойства солонцов
Западной Сибири //Почвы Сибири, их использование и охрана. Сборник научных трудов. Абакан, 2003.- С. 21- 24.
19. Данилова A.A. Некоторые почвенно-микробиологические проблемы минимизации основной обработки почвы в северной лесостепи Приобья //Мат. 5-й Междунар. Науч.-практ. конф., посвящ. 95 летию со дня рождения академика ВАСХНИЛ А.И. Бараева. Шортанды, 2003.- С. 288-292.
20. Букреева C.JL, Шарков И.Н., Данилова A.A., Прозоров A.C. Минерализация растительных остатков в почве в условиях различных биогеоценозов лесостепи Западной Сибири //Мат IV Докучаевскош съезда почвоведов.-Кн.2.Новосибирск, 2004,- С. 36.
21. Барашкова Н.В., Данилова A.A. Изменение свойств мерзлотной почвы при окультуривании деградированных пастбищ Центральной Якутии //Сибирский вестн. с.-х. науки,- 2004,- № 2.- С.83-85..
22. Данилова A.A. К вопросу о выраженности дернового процесса при минимизации основной обработки выщелоченного чернозема //Агроэкологическая оптимизация земледелия. Мат. Междунар. науч. -практ. конф. Курск, 2004,- С.237-238.
23. Данилова A.A. Численность нитрифицирующих автотрофных микроорганизмов как индикатор антропогенной нагрузки на агроценоз // Сибирский вестн. с.-х. науки .- 2004.- № 2,- С.96-98..
24. Данилова A.A., Колбин С.А. Соотношение процессов самовосстановления и культурного почвообразования при минимизации основной обработки выщелоченного чернозема // Плодородие. - 2005.- №5.- С.35-37.
25. Данилова A.A., Барашкова Н.В. Оценка биодинамики аласных почв Центральной Якутии //Аграрная наука-сельскохозяйственному производству Сибири,Монголии,Казахстана и Кыргызстана. Тр.8-й междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск, 2005.- С.150-155.
26. Шарков И.Н., Букреева C.JL, Данилова A.A., Прозоров A.C. Влияние длительного применения способов основной обработки почвы и удобрений на содержание органического вещества в выщелоченном черноземе Западной Сибири// Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии. Мат. Междунар.науч.- практ. конф. М., 2004.-С.204-208.
27. Шарков И.Н., Данилова A.A., Колбин С.А. Влияние азотного удобрения и соломы на минерализацию гумуса выщелоченного чернозема //Агрохимические проблемы биологической интенсификации земледелия. Доклады Междунар. .науч.- практ. конф. Владимир, 2005.- С. 134- 138.
28. Данилова A.A. Оценка динамики мобильных органических веществ при различных способах основной обработки почвы по показателям ее ферментативной активности //Роль современных технологий в устойчивом развитии АПК. Мат. междунар. конф. Курган, 2006,- С.298-304.
29. Данилова A.A., Малыгин А.Е. Изменение токсичности пестицидов при минимизации основной обработки почвы и роль мортмассы в этом процессе //Сибирский вестн. с.-х. науки,- 2005.- № 5.- С.30-35.
30. Данилова A.A. Простой способ определения суммарной фитотоксичности комплекса микроскопических грибов почвы. Заявка на патент. Приоритет 2005140012/20(044603) от 20.12.06.
31. Данилова A.A. Восстановление некоторых составляющих круговорота органического вещества при зарастании почвы аналогами естественной растительности//Сибирский вестн. с.-х. науки. - 2006,-№7.-С.17 - 20.
32. Данилова A.A. Оценка динамики мобильных органических веществ при различных способах основной обработки почвы по показателям ее ферментативной активности // Сибирский вестн. е.- х. науки. - 2007.- №1 -С.14-21.
2,25 печ. л.
Тир. 100 экз.
Зак. 101.
Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44
Содержание диссертации, доктора биологических наук, Данилова, Альбина Афанасьевна
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА
ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ И ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ ИЗМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ ПРИ МИНИМИЗАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.
1.1 Влияние способа механической обработки на почвенно-микробиологические процессы.
1.2 Подходы к оценке изменения биологических свойств почвы при снижении глубины и частоты механической обработки.
ГЛАВА
ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Природные условия района исследования.
2.2 Объекты исследования.
2.3 Методы исследования.
ГЛАВА
НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТРАНСФОРМАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ПРИ МНОГОЛЕТНЕЙ МИНИМИЗАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.
3.1 Изменение содержания и запасов различных фракций органического вещества в почве.
3.2 Особенности разложения пшеничной соломы в почве из различных слоев выщелоченного чернозема спустя 20 лет после прекращения традиционной вспашки.
3.3 Актуальная интенсивность минерализационных процессов в почве в зависимости от фона механической обработки.
ГЛАВА
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.
4.1 Микробная сукцессия в почве при длительной минимизации механической обработки
4.1.1 Динамика микробиологических показателей.
4.1.2 Оценка стадии сукцессии в микробном комплексе , почвы по скорости роста микроорганизмов на агаризованной среде.
4.1.3 Обогащенность органического вещества клетками микроорганизмов.
4.2 Оценка динамики мобильных органических веществ в почве при помощи показателей ее ферментативной активности.
4.2.1 Потенциальная активность гидролиза органических веществ.
4.2.2 Интенсивность трансформации азоторганических соединений.
4.2.3 Интенсивность окислительно- восстановительных процессов.
4.2.4 Обогащенность органического вещества почвы ферментными белками.
ГЛАВА
ИЗМЕНЕНИЕ ДИНАМИКИ МИНЕРАЛЬНОГО АЗОТА В ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНИМАЛЬНЫХ ОБРАБОТОК.
5.1 Влияние способа механической обработки на содержание в почве азота различных фракций органического вещества.
5.2 Нитрифицирующий потенциал почвы и его реализация в естественных условиях.
5.3 Численность автотрофных нитрифицирующих микроорганизмов в условиях почвозащитного земледелия
5.4 Динамика накопления нитратного азота в парующей почве при различных способах механической обработки.
5.5 Интенсивность нитрификационных процессов и урожайность сельскохозяйственных культур.
ГЛАВА
НЕКОТОРЫЕ ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ МИНИМИЗАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА ПРИОБЬЯ.
6.1 Снижение интенсивности механической обработки и изменение токсичности пестицидов для почвенных микроорганизмов, значение мортмассы в этом процессе.
6.1.1 Исследование сравнительной чувствительности групп микроорганизмов к воздействию пестицидов в зависимости от гидротермических условий и способа механической обработки.
6.1.2 Значение мортмассы в изменении порога токсичности пестицидов.
6.2 Микотоксичность почвы.
6.3 Экотоксикологическая оценка многолетнего применения комплекса пестицидов в агроценозе при различных способах механической обработки.
ГЛАВА
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЧВЫ ПРИ ВЫВОДЕ ЕЕ ИЗ ИНТЕНСИВНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.
7.1 Накопление органических остатков при восстановлении аналогов естественной растительности.
7.2 Некоторые показатели интенсивности разложения органического вещества в почве.
7.3 Сукцессионные процессы в микробном комплексе почвы.
7.3.1 Динамика микробиологических показателей.
7.3.2 Фитотоксичность грибной флоры почвы.
7.4 Изменение ферментативной активности почвы.
7.5 Некоторые особенности азотного режима почвы.
7.6 Сравнительная характеристика процессов, происходящих в почве при минимизации механической обработки и восстановлении естественной растительности.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Биологические свойства чернозема выщелоченного при многолетней минимизации механической обработки"
Актуальность темы. Нарастание угрозы глобальной экологической катастрофы к концу ХХв. побудило исследователей к поиску путей гармонизации отношений общества и природы. Шагом к решению проблемы в области сельскохозяйственного производства является процесс экологизации земледелия, означающий приведение его в соответствие с экологическими законами (Кирюшин, 2006).
Одним из инструментов этого процесса признано регулирование интенсивности механического воздействия на почву. При всей своей неоднозначности различные приемы сокращения интенсивности механической обработки почвы осваиваются и внедряются практически во всех регионах мира вследствие следующих основных преимуществ в сравнении с традиционной вспашкой: энерго-ресурсосбережение; защита почв от эрозии; улучшение водного режима; снижение темпов минерализации органического вещества почвы; сокращение потерь минерального азота; улучшение сложения почвы. В то же время эти способы почвообработки имеют ряд недостатков и ограничений: ухудшение фитосанитарной ситуации обусловливает необходимость применения комплекса пестицидов; усиливаются дефицит минерального азота и дифференциация пахотного слоя; возникают сложности при внесении удобрений и мелиорантов; имеются ограничения при повышенном увлажнении, солонцеватости и переуплотнении почв.
В последние десятилетия различные способы минимизации механической обработки почвы постепенно распространяются с засушливых территорий в районы с умеренным климатом. В этих условиях теряются некоторые преимущества этих систем обработки, отмечаемые в более южной зоне. В частности, ухудшение фитосанитарной ситуации в агроценозе, усиление дефицита азота в почве могут привести к утере основной характеристики почвозащитных технологий как энерго-ресурсосберегающих. Между тем, прежде всего, в целях ограничения эрозионных потерь почвы применение данных технологий в умеренной зоне неизбежно расширяется.
К настоящему времени в основном разработаны технологические проблемы минимизации механической обработки: приемы механического воздействия на почву, система удобрения культур, защиты растений и др. При этом остается слабо изученной почвенно-микробиологическая составляющая почвозащитной системы земледелия (особенно для почв умеренной зоны). Между тем именно почвенный микробный комплекс является не только фактором круговорота веществ в агроценозе, но и естественным барьером на пути попадания токсикантов в пищевые цепи. Последнее приобретает особое значение в условиях минимизации механической обработки почвы, практически невозможной без применения пестицидов.
Цель работы заключалась в разработке следующих почвенно-микробиологических проблем почвозащитного земледелия применительно условиям северной лесостепи:
1. Особенностей и агрохимических последствий дифференциации пахотного слоя почвы по микробиологическим показателям при прекращении традиционной вспашки.
2. Особенностей и микробиологических причин снижения темпов минерализационных потерь углерода из почвы и накопления минерального азота.
3. Экотоксикологических последствий применения комплекса пестицидов, регулирующих фитосанитарное состояние агроценоза.
Задачи исследования:
1. Определить количественные и качественные изменения в органическом веществе выщелоченного чернозема в зависимости от способа механической обработки.
2. Провести комплексную оценку изменения биологической активности почвы при многолетней минимизации основной обработки.
3. Изучить динамику минерального азота в корнеобитаемом слое почвы.
4. Исследовать влияние многолетнего применения комплекса пестицидов при минимизации механической обработки на живую фазу почвы.
5. Дать сравнительную характеристику процессов, протекающих в почве при минимизации основной обработки и восстановлении аналогов естественной растительности на старопахотной почве, для определения направленности процессов почвообразования при минимизации механической обработки.
Защищаемые положения:
1. Степень дифференциации корнеобитаемого слоя почвы по микробиологическим и биохимическим показателям при прекращении вспашки стабилизируется в течение первой ротации пятипольного зернопарового севооборота и определяется уровнем минимизации механической обработки.
2. Накопление мортмассы в поверхностном слое стерневых фонов способствует понижению порога чувствительности микробного комплекса почвы к воздействию пестицидов. При этом степень влияния пестицидов, применяемых на интенсивных технологиях возделывания зерновых в Приобье, находится в пределах устойчивости микробного комплекса почвы.
3. Снижение удельной скорости разложения растительного опада, падение активности нитрификационных процессов, повышение фитотоксичности грибного комплекса почвы являются общей чертой почв, выведенных из пахотного состояния. Использование почвы в агроценозе в условиях почвозащитного земледелия поддерживает уровень нитрификационных процессов на уровне, соответствующем степени минимизации обработки и не зависящем от длительности периода отсутствия вспашки. Применение пестицидов может усилить естественную тенденцию к повышению фитотоксичности грибного населения почвы.
Новизна работы. Составлено комплексное представление о почвенно-микробиологических процессах, происходящих в почве при минимизации механической обработки, как о сочетании естественных процессов самовосстановления свойств почвы, присущих его целинным аналогам, и процессов антропогенных, направленных на повышение продуктивности агроценоза. Оценена степень проявления и значение этих процессов в формировании агрохимических и экотоксикологических свойств почвы.
В условиях северной лесостепи Приобья проведена комплексная оценка агрохимических и экотоксикологических последствий двадцатилетней минимизации основной обработки почвы.
Для почв Западной Сибири реализован комплексный подход к оценке экотоксикологического состояния почвенной среды на основе исследования параметров структуры и функционирования почвенного микробного комплекса почвы, биотестирования на проростках высших растений и на клетках простейших. Доказана экологическая безопасность многолетней интенсификации технологий возделывания зерновых в Приобье.
Прослежена 20 летняя динамика особенностей и темпов самовосстановления биологических свойств почвы, выведенной из пахотного состояния.
Практическая значимость. Обоснована агрохимическая допустимость и экологическая безопасность многолетней минимизации основной обработки почв в северной лесостепи Приобья вплоть до полного отказа от вспашки.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены: VII Всесоюзном съезде почвоведов (Новосибирск, 1989); на IV Докучаевском съезде почвоведов (Новосибирск), 2004); на республиканской конференции « Экологические аспекты использования и охраны почвенных ресурсов и окружающей среды в условиях интенсивной химизации» (Кишинев, 1990); 2 Всероссийской конференции «Эколого-экономические основы безопасной жизнедеятельности» (Новосибирск, 1993); международной конференции «Почвозащитная система земледелия и зерновое производство на Евразийском континенте в XXI веке» (Новосибирск, 1998); на конференциях, посвященных памяти Н.В. Орловского «Почвы Сибири, их использование и охрана» (Красноярск 1999, Абакан, 2003); на международных научно-практических конференциях «Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и Казахстана в XXI веке» (Новосибирск, 1999;
Алма-Аты, 2000; Абакан, 2002; Алма-Аты, 2004; Барнаул, 2005); на международной научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственной экологии» (Новосибирск, 1999); на международной конференции «Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель» (Томск, 2002); на международных научно-практических конференциях: «Повышение устойчивости биоресурсов на адаптивно-ландшафтной основе» (Оренбург, 2003), «Агроэкологическая оптимизация земледелия» (Курск, 2004), «Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии» (Владимир, 2004); на международных конференциях, посвященных 95 летию со дня рождения академика ВАСХНИЛ А.И. Бараева (Шортанды, 2003) и 110 летию Т.С. Мальцева (Курган, 2005); на XII и XIII Сибирских агрохимических семинарах (Новосибирск, ИПА СО РАН, 2003, 2005).
Публикации: по теме диссертации опубликовано 37 работ.
Объем и структура работы; Работа изложена на 250 страницах; состоит из введения, 7 глав, выводов, включает 65 таблиц и 35 рисунков. Список литературы включает 350 источников, 94 из которых на английском языке.
Автор считает своим приятным долгом поблагодарить коллег, помогавших в сборе и обсуждении экспериментального материала. Особенно автор благодарен своему многолетнему и бессменному научному руководителю академику РАСХН, доктору биологических наук, профессору В. И. Кирюшину. Автор выражает теплую признательность своему многолетнему консультанту по статистической обработке экспериментального материала доктору биологических наук А. И. Южакову. Автор благодарен сотрудникам, работавшим в разные годы в лаборатории круговорота веществ в агроценозах СибНИИЗХим ( переименованной позже в лабораторию плодородия почв): зав. лаб. доктору биологических наук И.Н. Шаркову, к.б.н. C.JI. Букреевой, к.б.н., доценту А.С. Прозорову, н.с. С.А. Колбину, н.с. Г.В. Карван, н.с. М.И. Ивановой, ведущему инженеру Г.Н. Пироговой и др.
Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Данилова, Альбина Афанасьевна
Выводы
1. Минимизация основной обработки выщелоченного чернозема сопровождалась повышением запасов Собщ. в слое 0-30 см примерно на 10 %. Запасы С мортмассы и подвижного гумуса (С щел.) в целом слое 030 см не изменились. Обнаружена заметная дифференциация верхнего слоя почвы по запасу Сморт: показатель в слое почвы 0-10 см на стерневых фонах примерно на 40 % был выше, чем на вспашке, в слоях 10-20 и 20-30см - ниже на 50%.
2. Особенности перераспределения растительных остатков в корнеобитаемом слое минимально обрабатываемой почвы привели к снижению мощности биологически активного слоя на фоне глубокого рыхления на 20-40%, мелкой плоскорезной обработки - на 30-50%, нулевой - на 50-80% по сравнению с ежегодной вспашкой. В результате сукцессионного процесса, вызванного прекращением вспашки, снизилась амплитуда колебания численности микроорганизмов во времени, в сапрофитном комплексе почвы возросло относительное содержание быстрорастущих форм микроорганизмов, снизилось количество микроорганизмов, соответствующее единице веса Собщ.
3. Проведена количественная оценка степени микробиологической и биохимической дифференциации корнеобитаемого слоя почвы при 20 летней минимизации механической обработки. Показано, что этот процесс прекращается в течение первой ротации пятипольного зернопарового севооборота вследствие механической, хотя и сокращенной обработки почвы и стабилизации количества поступающего растительного вещества.
4. Общее снижение интенсивности микробиологических процессов при минимизации механической обработки почвы привело к снижению минерализационных потерь углерода из почвы примерно на 300 кг/га за вегетационный период.
5. Показано, что при паровании в слое 0-100 см накопление нитратного азота фоне глубокого безотвального рыхления было на 10% ; на нулевой обработке - на 20% ниже, чем на вспашке; в слое 0-30 см этот показатель на стерневых фонах не уступал вспашке. Установлено, что плоскорезная и нулевая обработки выщелоченного чернозема в первой половине вегетационного периода сдерживают минерализацию почвенного азота, и в результате запас нитратов в слое 0-30 см оказывается на 10-30 кг/га меньше в сравнении с вариантом вспашки. Выравнивание содержания нитратов в этом слое почвы между разными вариантами обработок происходило только к 20-30 июля за счет опережающих темпов минерализации почвенного азота в слое 0-10 см на стерневых фонах.
6. Удлинение срока отсутствия вспашки не сопровождалось прогрессирующим снижением азотминерализующей способности почвы.
I Динамика процесса представляла собой повторяющийся цикл от парового поля к заключительной культуре севооборота.
7. В результате комплексных исследований с соисполнителями показано, что степень засоренности посевов при переходе от обыкновенных черноземов южной лесотепи к выщелоченным черноземам северной лесостепи возрастает в 2 раза. При этом подбор спектра средств защиты растений позволил поддерживать уровень засоренности посевов ниже уровня вредоносности. Проведена оценка устойчивости микробного комплекса почвы к воздействию 2, 10 кратных доз пестицидов, рекомендованных для применения в зерновых агроценозах Приобья. Показано, что все флуктуации численности и активности микроорганизмов под действием химических средств защиты растений находятся в пределах устойчивости микробного комплекса почвы. В качестве индикатора уровня антропогенной нагрузки на агроценоз предложена численность автотрофных нитрифицирующих микроорганизмов, учитываемых на выщелоченном агаре с аммонийно-магниевой солью фосфорной кислоты.
8. Минимизация механической обработки почвы способствовало понижению порога чувствительности микробного комплекса выщелоченного чернозема к воздействию пестицидов, что коррелировало с увеличением запасов мортмассы в верхнем слое почвы Повышение уровня биологической активности почвы при увеличении запасов мортмассы в слое почвы 0-10 см на стерневых фонах, как показано на примере 2,4-Д, не сопровождалось интенсификацией разложения пестицидов.
9. На основе разработанного и опробованного в многолетних исследованиях способа определения фитотоксичности комплекса микроскопических грибов установлено, что прекращение вспашки способствовало повышению численности и фитотоксичности грибного населения почвы.
10.В среднем за 1996-2002 г.г. все виды обработки почвы на экстенсивном фоне обеспечили урожайность 2,05-2,20 т/га, при комплексной химизации -3,21-3,46 т/га с тенденцией снижения на нулевой обработке примерно на 10-15%. Установлены почвенно-микробиологические параметры почвы, обеспечивающие стабильное функционирование агроценоза в данных условиях.
11.Для определения направленности почвообразовательного процесса при прекращении традиционной вспашки проведены многолетние исследования динамики свойств старопахотной почвы при восстановлении на ней аналогов естественной растительности. На основе обнаруженных сходных черт в накоплении С мортмассы, удельной активности минерализационных процессов, особенностях микробиологических, биохимических показателей и динамики формирования фитотоксичных свойств грибного населения почвы сделан вывод, что особенности микробной сукцессии, вызванной заменой вспашки поверхностными обработками являются этапом в процессе самовосстановления свойств, присущих целинной почве.
Заключение
Многолетними исследованиями с соисполнителями была показана возможность и экономическая эффективность минимизации механической обработки выщелоченных черноземов северной лесостепи Западной Сибири вплоть до полного отказа от вспашки. Установлено, что при 20 летнем отсутствии вспашки плотность почвы не превышала оптимальных пределов для произрастания зерновых культур (1,04-1,17 г/см3). Разработанная технология применения спектра гербицидов позволяла снизить засоренность посевов на стерневых фонах примерно в 3 (1-я культура после пара) - 5 раз (4-я культура) и поддерживать показатель ниже уровня вредоносности. Недостаток азота на стерневых фонах компенсировали внесением удобрений в дозе N8o под вторую культуру после пара и Nioo - под третью. В среднем за 1996-2002 г.г. все виды обработки почвы на экстенсивном фоне обеспечили урожайность 2,052,20 т/га, при комплексной химизации -3,21-3,46 т/га с тенденцией снижения на нулевой обработке примерно на 10-15%.
Изменение способа механической обработки почвы сопровождалось прежде всего перераспределением негумифицированного органического вещества в корнеобитаемом слое, что в свою очередь привело к усилению степени дифференциации этого слоя по микробиологическим и биохимическим показателям примерно в 3 раза в сравнении со вспашкой. При этом установлено, что этот процесс стабилизируется в течение первой ротации пятипольного зернопарового севооборота.
За счет снижения биологической активности слоя почвы ниже 10 см имело место общее снижение интенсивности минерализационных процессов в корнеобитаемом слое почвы (дыхательной активности на 300 кг С/га за вегетационный период, нитрификационной - на 20%) в сравнении со вспашкой.
Используя численность автотрофных нитрифицирующих микроорганизмов в качестве индикатора воздействия пестицидов на микробный комплекс почвы показано, что на стерневом фоне ответная реакция последнего регистрировалась при более низких дозах пестицидов по сравнению со вспашкой. При этом длительность отклонения показателя от контроля на стерневом фоне увеличивалась на 30 суток по сравнению со вспашкой. Под совместным влиянием минимизации механической обработки и воздействия пестицидов происходило повышение фитотоксичности грибного комплекса почвы. Однако отмеченные отклонения видимо не имели решающего значения в формировании фонового состояния среды, о чем свидетельствуют результаты комплексной экотоксикологической оценки почвенной среды спустя 20 лет после прекращения вспашки.
Сравнительный анализ процессов, происходящих в почве при минимизации механической обработки и восстановлении аналогов естественной растительности старопахотной почве позволил заключить, что падение скорости минерализации органического вещества, активности j нитрификационных процессов и повышение фитотоксичности грибного комплекса почвы являются общей чертой почв, выведенных их пахотного состояния. Использование почвы в агроценозе в условиях почвозащитного земледелия поддерживает уровень нитрификационных процессов на уровне, соответствующем степени минимизации обработки, применение пестицидов может усилить естественную тенденцию к повышению фитотоксичности грибного населения почвы.
В целом, новые знания, полученные при изучении изменения свойств почвы, выведенной из системы традиционной вспашки, и последующем прекращении агроиспользования ее, вносят существенный вклад в развитии представлений о пределах самовосстановления экологических функций антропогенно измененных почв.
Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Данилова, Альбина Афанасьевна, Новосибирск
1. Абуева А.А. Влияние 2,4-Д на развитие микроорганизмов и превращение соединений азота в дерново-подзолистой почве // Химия в сельском хозяйстве.- 1974.- №8. С. 41-44.
2. Агроклиматические ресурсы Новосибирской области,- Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 155 с.
3. Агроценозы степной зоны. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние,1984. -146 с.
4. Адаптивно- ландшафтные системы земледелия Новосибирской области. -Новосибирск: РПО СО РАСХН, 2002. 387 с.
5. Азизов З.М. Влияние систем удобрения и обработки почвы на плодородие чернозема южного и продуктивность сельскохозяйственных культур // Агрохимия. 2005. - №5. - С. 34-45.
6. Акентьева Л.И. Изменение гумусообразования в черноземах при длительном применении плоскорезной обработки/ Л. И. Акентьева, М. С. Чижова // Почвоведение. 1986. - №2. - С. 69-74.
7. Александрова Т.С. Ферментативная активность почвы / Т.С. Александрова, Э.М Шмурова // Почвоведение и агрохимия. Серия: Итоги науки и техники. Т.1: Почвоведение. М., 1974. - С.5 - 69.
8. Алиев Р.А. Особенности ферментативной активности почвы: Автореф. дисс. к.б.н. -М.: МГУ, 1975. 23 с.
9. Ю.Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивость почв. М.: Наука, 2003. - 223 с.
10. П.Ананьева Н.Д. Способ оценки действия пестицидов на почвенные микроорганизмы / Н.Д. Ананьева, Б.П. Стрекозов, Г.К. Тюрюканова // Агрохимия. 1985. - № 3. - С.57- 64.
11. Андреева Н.В. Действие комплекса средств химизации на микробиологическую активность почвы под озимой пшеницей /Н.В. Андреева, А. Г. Петросян, Н. И. Цимбалист, С. К. Ширяева // Биодинамика почв. Таллин, 1988. - С. 50.
12. З.Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем // Принципы системной организации функций. М.: Наука, 1973.-С.5-61.
13. М.Баздырев Г.И. Биологическая активность почвы и урожайность сельскохозяйственных культур на склоновых землях при почвозащитных обработках и применении пестицидов / Г.И. Баздырев, В.Н. Лютов // Известия ТСХА. 1988. - Вып. 1. - С. 21-26.
14. Безвиконный В.Г. Влияние чистого пара на мобилизацию азота и биологическую активность выщелоченного чернозема // Агрохимия. -1971.-№2.- С.8-14.
15. Безкоровайная И.Н. Формирование мезофауны в лесных культурах на старопахотных почвах // Лесоведение. 1994. - №5. - С. 79-85.
16. Беккер З.Э. Грибы антогонисты и процесс почвообразования / З.Э. Беккер, М.В. Платонова, Т.П. Супрун // Известия АН СССР. Серия Биологическая. -1959. - №5. - С. 765-772.
17. Берестецкий О.А. Токсикоз почв под многолетними плодовыми насаждениями // Почвоведение. -1971. № 7. - С. 56-63.
18. Берестецкий О.А. Фитотоксины почвенных микроорганизмов и их экологическая роль // Фитотоксические свойства почвенных микроорганизмов /Труды Всесоз. науч.- исслед. ин-та сел. хоз. микробиологии. 1978. - Т. 18. - С.7-30.
19. Берестецкий О.А. Влияние растительных остатков на почвенно-микробиологические процессы в полях севооборота / О.А. Берестецкий, Ю.М. Возняковская, Ж.П. Попова. // Труды Всесоз. науч.- исслед. ин-та сел. хоз. микробиологии.- 1983.- Т.53.- С.5-15.
20. Берестецысий О.О. Простой метод виявления фгготоксичних речовин, утворюваних м1крооргашзмами // М1кробюл.журн.- 1972.- Т.34, №6.-С.798-799.
21. Бигон М. / М.Бигон, М.Харпер, М.Таунсенд. Экология. Особи, популяции и сообщества. М.: Мир, 1989. - Т.2. - 477с.
22. Билай В.И. Действие экстрактов токсических грибов на животные и растительные ткани // Микробиология. 1948. - Т. 17, вып.2. - С. 142-147.
23. Биоиндикация загрязнения наземных экосистем. М.:Мир, 1988. - 348 с.
24. Блиев O.K. Влияние гербицидов на биологическую активность почв // Почвоведение. 1973. - №7. - С. 61-68.
25. Бобко Т.Г. Развитие обыкновенной (корневой) гнили при почвозащитной обработке почвы в Кулундинской степи // Научно-технический бюллетень /Сиб. науч.- исслед. ин-та химизации сел. хоз-ва.-1980. Вып.7 (41). - С.14-18.
26. Бойко B.C. Влияние 2,4-Д и симазина на микрофлору и пищевой режим серых лесных почв / B.C. Бойко, М.Г. Дегтярева, И.П. Казакова // Химия в сельском хозяйстве. 1969. - №3. - С. 43-47.
27. Бызов Б.А. Микробиологичесике аспекты загрязнения почв пестицидами/ Б.А. Вызов, B.C. Гузев, Н.С. Паников., М.В. Палеева, Д.Л. Селипанов, Й. Вайда, Г.М. Зенова // Микроорганизмы и охрана почв. М.: МГУ, 1989. -С. 86-128.
28. Булавко Г.И. Первичная сукцессия комплекса почвенных микроорганизмов // Сукцессии и биологический круговорот. -Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1993.- С.39-44.
29. Бызов Б.А. Особенности пролонгированной катаболитной репрессии в почве / Б.А. Бызов, B.C. Гузев, Д.Г. Звягинцев // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. 1988. - №3. - С. 38-44.
30. Веденяпина Н.С. Динамика биологической активности почвы в зависимости от ее обработки / Н.С. Веденяпина, JI.A. Халимова, И.И. Лисниченко // Труды /Волгоградского сел. хоз. ин-та. 1978. - Т.90. -С.57-61.
31. Ведрова Э.Ф. Трансформация растительных остатков в 25- летних культурах основных лесообразующих пород Сибири // Лесоведение. -1995.-№4.- С.13-21.
32. Велингтон П. Методика оценки проростков семян. М.: Колос,1973. -175с.
33. Верниченко Л.Ю. Влияние соломы на почвенные процессы и урожай сельскохозяйственных культур /Л.Ю. Верниченко, Е.Н Мишустин // Использование соломы как удобрения. М.: Наука, 1980. - С.3-33.
34. Вилесов Т.Т. Система обработки почвы в подзонах серых лесных и дерново-подзолистых почв // Вопросы развития сельского хозяйства в северных районах Томской области. Томск, 1972. - С.32-45.
35. Витер А.Ф. Повышение плодородия почвы различными обработками // Влияние возделывания сельскохозяйственных культур на плодородие почв. Каменная степь, 1985. - С.94-101.
36. Витер А.Ф. Изменение плодородия обыкновенного чернозема Центральной черноземной зоны под влиянием приемов основной обработки / А.Ф. Витер, A.M. Новичихин // Вестник с.-х. науки. 1984. -№1. - С.77-84.
37. Власенко А.Н. Система основной обработки почвы на равнинах лесостепной черноземной зоны Новосибирской области: Методические рекомендации /А.Н. Власенко, B.C. Сапрыкин, Т.Т. Кузнецова /РАСХН. Сиб.отд-ние, СибНИИЗХим. Новосибирск, 1992. - 24с.
38. Власенко А.Н. Научные основы минимизации систем основной обработки почвы в лесостепи Западной Сибири. Новосибирск, 1994. -76с.
39. Власенко А.Н. Минимизация обработки почвы и минерализация соединений азота/ А.Н. Власенко, И.Н. Шарков, В.Е. Синещеков, А.С. Прозоров // Почвоведение. 2001. - №9. - С. 1111 -1117
40. Власенко А.Н. Экологизация почвообработки и энергосбережение в условиях юга Западной Сибири /А.Н. Власенко, В.К. Каличкин, Ю.П. Филимонов, JI.H. Иодко // Плодородие почвы и ресурсосбережение в земледелии. Тюмень, 2003 а. - С.40-48.
41. Власенко А.Н. Экологизация обработки почвы в Западной Сибири/ А.Н. Власенко, Ю.П. Филимонов, В.К. Каличкин, Л,Н. Иодко, В.Т. Усолкин.-Новосибирск, 2003 б. 267с.
42. Власенко А.Н. Критерии минимизации обработки черноземов/А.Н. Власенко, В.Е. Синещеков, В.Н. Слесарев, А.Г. Красноперов, Н.И. Буянкин // Вестник РАСХН. 2004 а. - №1. - С.40-42.
43. Власенко А.Н. Совершенствование систем зяблевой обработки черноземов в лесостепи Приобья /А.Н.Власенко, В.Е.Синещеков, В.Н.Слесарев, К.Г. Першилин // Доклады РАСХН. 2004 б. - №3. - С.45-48.
44. Власюк П.А. Активность ферментов в ризосфере сельскохозяйственных растений /П.А. Власюк, К.М. Добротворская, С.А. Гордиенко // Труды/
45. Украинского науч.-иссл. ин-та физиологии растений 1959. - №2. - С.12-17.
46. Вознесенский B.J1 Определение Сахаров по обесцвечиванию жидкости Феллинга /B.JI. Вознесенский, Г.И. Горбачева, Т.П. Штанько, JI.A. Филиппова // Физиология растений. -1962. Т.9. - Вып. 2. - С. 255 - 256.
47. Возняковская Ю.М. Оценка биологического состояния южного чернозема под разными севооборотами /Ю.М.Возняковская, Ю.Ф. Курдюков, Ж.П. Попова, Л.П. Лощинина // Почвоведение. 1996. - №6. - С. 1107-1111.
48. Волобуев В.Р. О двух узловых решениях энергетики почвообразования // Почвоведение. 1984. - №7. - С.5-11.
49. Волобуев В.Р. Ведение в энергетику почвообразования. М: Наука, 1974.- 128 с.
50. Воробьева Е.А. Активность и стабильность ферментных препаратов инвертазы в почве /Е.А. Воробьева, Э.Б. Гвиниашвили // Биодинамика почв. Таллинн, 1988. - С.61.
51. Галиулин Р.В. Оценка вклада биологического фактора в самоочищении почвы от остатков пестицидов (обзор)/ Р.В. Галиулин, М.С. Соколов, Д.А.Мусикаев // Агрохимия. 1987. -№7. -С. 105 - 129.
52. Галстян А. Ш. Определение активности ферментов почв. Ереван,1978.-55с.
53. Галстян А. Ш. Ферментативная активность почв Армении. Ереван: Айастан, 1974.-275 с.
54. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. М: Наука, 1981.-266с.
55. Гамзиков Г. П. Азотный режим черноземов при почвозащитной системе обработки / Г.П. Гамзиков, Н.Ф. Кочегарова, В.Г. Холмов // Агрохимия. -1987.-№4. С 3 - 8.
56. Гамзикова О.И. Гербициды и биологическая активность почв /О.И. Гамзикова, Л.Н. Святская // Сборник науч.трудов /Сиб.науч.-иссл. ин-та сел.хоз. 1970. - №5. - С.38-42.
57. Гантимурова Н. И. Вопросы метаболизма азота в выщелоченных черноземах /Н.И. Гантимурова, А.А. Танасиенко // Вопросы метаболизма почвенных микроорганизмов. Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1981. -С.37 -65.
58. Глущак Н.М. Обработка почвы, гумус и урожай в Южной лесостепи Украины / Н.М. Глущак, И.Е. Щербак // Почвоведение. 1984. - №8.-С.78-89.
59. Глухих М. А. Т.С. Мальцев, идеи и научные исследования / М.А. Глухих,
60. B.Б. Собянин, О.Б. Собянина. Курган: Зауралье, 2005. - 242 с.
61. Головлева Л.А. Микробиологическая деградация пестицидов в почве/ Л.А.Головлева, Е.Л. Головлев, Г.К.Скрябин // Интенсификация с.-х. производства и проблемы защиты окружающей среды. М.:Наука, 1980.1. C. 127-144.
62. Горбачева А.Е. Влияние длительного применения безотвальной обработки на содержание органического вещества в черноземах степной зоны УССР // Почвоведение. 1983. - №10. - С. 83-88.
63. Горбачева А.Е. Продуктивность полевых культур и плодородие почв при длительном применении безотвальной обработки в севообороте / А.Е. Горбачева, П.Г. Лапко, Н.Ф. Дзюбинский, А.А. Бей, Ю.И. Усатенко // Вестник с.-х. науки.- 1985.- №10. С.66-70.
64. Гордиенко В.П. Изменение содержания гумуса под влиянием длительной минимализации обработки в севообороте / В.П. Гордиенко, А.В. Семенцов // Вестник с.-х. науки. 1988. - №8. - С. 103-106.
65. Горленко М.В. Сельскохозяйственная фитопатология. М.: Высшая школа, 1968. - 434 с.
66. ГОСТ Р 52337-2005. Корма. Комбикорм. Комбикормовое сырье. Методы определения общей токсичности. /Федеральное агенство по техническому регулированию и метрологии. Национальные стандарты Российской Федерации.- М.: Стандартинформ, 2005.
67. Гришина Л. А. Влияние пестицидов на нитрифицирующую активность почв / Л.А. Гришина, Л.В Моргун // Агрохимия. 1986. - №8. - С. 130-139.
68. Гродзинский А.М. Сравнительная оценка методов изучения аллелопатического почвоутомления /А.М. Гродзинский, Л.Д. Юрчак, Э.А.
69. Головко, М.А. Панчук, Т.С. Шроль // Фитотоксические свойства почвенных микроорганизмов/Труды /Всесоз. науч.-исслед. ин-та с.-х. микробиологии.-Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1978. С.53-64.
70. Гродзинский A.M. Аллелопатические проблемы почвоутомления/ А.М.Гродзинский, Э.А. Головко // Почвоведение. 1983. - №1. - С. 74-81.
71. Гродзинский А.М. Аллелопатия растений и почвоутомление.- Киев: Наукова думка, 1991. 430с.
72. Гузев B.C. Функциональная структура зимогенной части микробной системы почвы / B.C. Гузев, П.И. Иванов // Известия АН СССР. Серия Биологическая. 1986. - №5. - С. 739-746.
73. Гуляев О.С. К вопросу о тепловом режиме почв юга Западной Сибири и Северного Казахстана и проблеме его регулирования // Агроклиматология Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1977.-С.44-85.
74. Данилова А.А. Оценка биодинамики аласных почв Центральной Якутии/ А.А. Данилова, Н.В. Барашкова // Аграрная наука с.-х. производству Сибири, Монголии, Казахстана и Кыргызстана. /Труды 8-й междун. научно-практической конф. - Барнаул, 2005.- С. 150-155.
75. Деркач А.Н. Исследование длительного применения гербицидов в звеньях овощного севооборота в условиях Алтайского края: Автореф. дисс. канд. с.-х. наук. Барнаул, 1973. - 20 с.
76. Диксон М. Ферменты / М. Диксон, Э. Уэбб. М.: Мир, 1966.- 816 с.
77. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта.- М.:Агропромиздат,1985.- 350с.
78. Древс В.З. Систематическое применение противозлаковых гербицидов // К вопросам обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур в Кокчетавской области. Целиноград, 1985. - С. 28-33.
79. Егорова Е.В. Уреазная активность типичного чернозема при применении удобрений и средств химической защиты растений // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. -1995. №3. - С.64-69.
80. Ершов В. А. Биологическая активность почвы при длительном применении минимальных обработок в условиях южной лесостепи Западной Сибири // Научно-технический бюллетень /СО ВАСХНИЛ .-1986.-№11.-С. 25-32.
81. Емнова К.Е. Механизм антимикробного действия пестицидов / К.Е. Емнова, В.А. Кодрян // Взаимодействие пестицидов с микроорганизмами. Кишинев: Штиинца, 1984. - С. 31 -47.
82. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей // Почвоведение. 1978. - №6. - С.48- 58.
83. Иванов В.Т. Влияние обработки почвы на почвенно-климатические условия формирования урожая зерновых культур/В.Т. Иванов, О.С. Гуляев, Г.К. Коваленко. Сиб.вестник е.- х. науки. - 1974.- №6.- С. 1-7.
84. Изучение влияния обработки почвы на микробиологические процессы/ Труды /ин та микробиологии АН СССР. -1960. - Вып 7.- 336с.
85. Иодко C.JI. Новая модификация дисульфофенолового метода определения нитратов в почве / C.JI. Иодко, И.Н. Шарков // Агрохимия.-1994.-№4.- С.95-97.
86. Карпачевский JI.O. Экологическое почвоведение.- М.: ГЕОС, 2005.- 334 с.
87. Караваева Н.А. Агрогенные почвы: условия среды, свойства и процессы // Почвоведение.- 2005.- №12.- С.1518-1529.
88. Караваева Н.А. Генетическая концепция пахотных горизонтов и опыт их типизации / Н.А. Караваева, Н.И. Лебедева, Е.Б. Скворцова, М.И. Герасимова//Почвоведение .- 2003.-№12,- С. 1413-1421.
89. Каличкин В.К. Влияние приемов основной обработки на длительность сохранения в почве остатков гербицидов / В.К. Каличкин, А.Е. Малыгин // Сиб.вестник с.-х. науки.- 2002.- № 3-4.- С. 10-14.
90. Карамшук З.П. Микробиологические основы почвозащитной системы земледелия. Целиноград, 1988,- 52 с.
91. Карасева A.M. Влияние длительного применения «минимальной обработки» почвы в севообороте на биологическую активность и содержание гумуса в пахотном слое / A.M. Карасева, В.Г. Рогова, Г.И. Якутина // Труды ВСХИЗО. 1977. - Вып. 131. - С. 95-98.
92. Каратыгин И.В. Коэволюция грибов и растений. СПб., 1993. - 118 с.
93. Кацнельсон Р.С. Исследование микрофлоры целинных и окультуренных почв Карельской ССР / Р.С. Кацнельсон, В.В. Ершов // Микробиология. 1958. - Т.22, вып.1. - С.22 - 88.
94. Кашинская В.К. Биологическая активность южного карбонатного чернозема Целиноградской области и влияние на нее способов обработки: Автореф. дисс. канд. биолог, наук. Алма-Ата, 1981. - 23 с.
95. Кашинская В.К. Изменение биологических и биохимических свойств почвы при различных системах ее обработки // Пути повышения урожайности зерновых при почвозащитном земледелии. Целиноград, 1984.- С.34- 42.
96. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: Изд- во МСХА, 2000. - 473с.
97. Кирюшин В.И. В.В. Докучаев и современная парадигма природопользования // Почвоведение.- 2006.- №11.- С. 1285-1292.
98. Кирюшин В.И. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах / В.И Кирюшин, Н.Ф. Ганжара, И.С. Кауричев, Д.С. Орлов, А.А. Титлянова, А.Д. Фокин. М.: Изд-во МСХА,1993. - 97с.
99. Кирюшин В.И. Изменение запасов гумуса и общего азота /В.И.Кирюшин, И.Н. Лебедева // Агроценозы степной зоны.-Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1984. С.55-60.
100. Клевенская И.Л. Микрофлора черноземов Сибири // Микрофлора почв Северной и Средней части СССР. М.: Наука ,1966.- С.250-274.
101. Ковалев Р.В. Географические закономерности распределения почвенного покрова Западной Сибири / Р.В. Ковалев, С.С. Трофимов // Географические проблемы Сибири.- Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1972.- С.68-105.
102. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М: Изд-во МГУ, 1989.-170 с.
103. Козлов К.А. Биологичсекая активность почв // Известия АН СССР. Серия Биологическая. 1966. - №5.- С.717-733.
104. ИЗ. Козлов К.А. Биологическая активность почв Восточной Сибири: Дисс. .д-ра биол. наук.- Л., 1970.- 1000 с.
105. Козлова Л.М. Интенсивность выделения С02 как показатель изменений биологической активности почвы под влиянием гербицидов / Л.М. Козлова, Ю.К. Блиев, Е.Н. Соловьева // Химический уход за лесом. -Л., 1974. С.33-41.
106. Колоскова А.В. Формы азота и активность ферментов при азотном обмене в некоторых почвах Татарии / А.В. Колоскова, С.Г. Муртазина // Почвоведение. 1978. - №5. - С.45 - 48.
107. Кочергин А.Е. Определение потребности зерновых культур в азотных удобрениях на черноземах Западной Сибири // Доклады ВАСХНИЛ. 1965.- №2. - С.5-8.
108. Крайнюк М.С. Биологическая активность почв при длительном применении почвозащитной обработки // Вопросы теории и практики защиты почв от эрозии и охрана окружающей среды. М., 1982. - С.86-88.
109. Кривонос JI.A. Влияние разных способов основной обработки и удобрений на биологическую активность черноземов и урожай яровой пшеницы /JI.A. Кривонос, З.А. Найпак // Агротехника, биология, селекция, семеноводство полевых культур. Омск, 1979. - С.9-13.
110. Круглов Ю.В. Влияние гербицидов на микрофлору почвы // Микробиология на службе сельского хозяйства. М.:Колос, 1970. - С. 105116.
111. Круглов Ю.В. Критерии оценки токсического действия пестицидов на микробиологические процессы в почве // Бюллетень /Всесоз. науч.-исслед. ин-та сел. хоз. микробиологии.- 1976. Вып.1, №18.- С.3-5.
112. Круглов. Ю.В. Доклады о гумусе / Ю.В. Круглов, И.А. Кузнецова, С.А. Гордиенко // Сборник докладов Междун. симп. «Humus et Planta». Прага, 29 авг.- 3 сент. 1983.Т.2. Prague-Ruzyne, 1983,- С.259-260.
113. Кузьмин В.А. Биологическая активность некоторых почв Чарской котловины / В.А. Кузьмин, А.П. Макарова, Е.В Напрасникова // Почвоведение. 1985,- №12.- С.75-82.
114. Кулаковская Т.Н., Стефанькина Л.М. Оценка плодородия дерново-подзолистых почв с помощью биологических методов / Т.Н. Кулаковская, Л.М. Стефанькина // Доклады ВАСХНИЛ. 1975. - №11. - С. 7-10.J
115. Купревич В.Ф. Воздействие высших растений на субстрат с помощью ферментов, выделяемых корнями // Вопросы ботаники. 1954. -№1. - С.91-109.
116. ЩЩкупревич В.Ф. Почвенная энзимология / В.Ф. Купревич, Т.А. Щербакова. Минск: Наукова думка, 1966. - 275 с.
117. Кураков А.В. Нитрифицирующая активность и фитотоксичность почвенных микроскопических грибов /А.В Кураков., А.И. Попов // Почвоведение. 1995. - №3. - С. 314-321.
118. Кураков А.В. Роль бактерий и грибов в трансформации азота в почвах // Материалы 4 съезда ДОП. Кн.2.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 2004.- С.278 280.
119. Кураков А.В. Гетеротрофная нитрификация в почвах / А.В.Кураков, И. В. Евдокимов, А. И. Попов // Почвоведение. 2001. - №10. - С. 12501260.
120. Курганова И.Н. Эмиссия С02 из пахотных почв России / И.Н.
121. Курганова, В.Н. Кудеяров, В.О. Лопес де Гереню // Материалы 4 съезда
122. ДОП. Кн.1. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 2004. - С. 355.
123. Кутовая Н.Я. Суммарные показатели биологической активности почвы при различных обработках обыкновенного чернозема // Повышение плодородия черноземов и агротехника возделывания сельскохозяйственных культур.- Каменная степь, 1984.- С.22-30.
124. Левин Ф.И. Вопросы окультуривания, деградации и повышения плодородия пахотных почв.- М.: Изд-во МГУ, 1983.- 94с.
125. Литвинов М.А. Определитель почвенных микроскопических грибов. Л.: Наука, 1967. - 303 с.
126. Лисунов В.В. Обработка почвы в Восточной Сибири.-Красноярск,2002.-273с.
127. Лобков В.Т. Содержание фитотоксичных форм микроорганизмов в почве под озимой пшеницей в зависимости от способов возделывания // Совершенствование полевых севооборотов в ЦЧЗ. Воронеж, 1984. - С. 38-43.
128. Лобков В.Т. О физиолого-биохимической активности почвы в связи с бессменным возделыванием культурных растений в севооборотах // С. -х. биология. 1997. - №5. - С. 94-98.
129. Макаров А.С. Вопросы водного и теплового режимов почвы в зависимости от ее обработки в южной лесостепи Омской области: Автореф. дис. . канд. с.-х. наук. Омск: Омский сел.хоз.ин-т, 1973. -23с.
130. Маслова И.Я. Агрохимическая характеристика выщелоченных черноземов // Плодородие почв Новосибирского Приобья.-Новосибирск:Наука, 1971.- С.5-56.
131. Малыгин А.Е. Высокоэффективные энергосберегающие технологии возделывания яровой пшеницы и детоксикационная способность почвы/
132. A.Е. Малыгин, В.М. Новиков // Сиб. вестник е.- х. науки. 2000. - №1-2. -С. 3-7.
133. Маштаков С.М. Активность ферментов и интенсивность дыхания как показатели биологической активности почвы // Доклады АН СССР. -1954. -Т.98, №1. С. 141-144.
134. Медведев В.В. Влияние способов механической обработки на | изменение плодородия почв и эффективность минеральных удобрений /
135. B.В. Медведев, А.Я. Бука, В.И. Кисель // Почвы Украины и повышение их плодородия Т.2 .- Киев: Урожай, 1988. 176 с.
136. Н. Н. Пестициды. М.: Химия, 1987. - 711 с.
137. Мельников Н.Н. Последние достижения в области системных фунгицидов / Н.Н. Мельников, И.М. Милынтейн // Агрохимия. 1986. -№6.-С. 115-136.
138. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М:Изд-во МГУ, 1980. -224с.
139. Миненко А.К. Биологическая активность дерново-подзолистой почвы за ротацию севооборота при различных приемах основной обработки /А.К. Миненко, Н.А. Старовойтов // Доклады ВАСХНИЛ. -1982.-№5.-С. 10-12.
140. Михновская А.Д. Микробиологические процессы трансформации органического вещества при разных системах обработки чернозема типичного / А.Д. Михновская, Т.П. Кириченко, В.Ф. Панченко // Почвоведение. 1992. -№8. - С. 58-66.
141. Мирчинк Т.Г. О грибах, обусловливающих токсичность дерново-подзолистой почвы различной степени окультуренности // Микробиология. -1957. T.XXVI, вып.1.- С.78-85.
142. Мирчинк Т.Г. Распространение грибов-токсинообразователей в некоторых типах почв и образование токсинов в естественных условиях // Микроорганизмы в сельском хозяйстве. М.: Изд-во МГУ, 1963. - С. 336352.
143. Мирчинк Т.Г. Фитотоксины почвенных сапрофитных грибов с гербицидным действием /Т.Г. Мирчинк, Ф.Г Бондаревская // Микробные метаболиты. М., 1979. - С. 165-178.
144. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988. - 220 с.
145. Мишустин Е.Н. Географический фактор, почвенные типы и их микробное население // Микрофлора почв северной и средней части СССР.- М.: Наука, 1966.- С.3-23.
146. Мишустин Е.Н. Ассоциации почвенных микроорганизмов.- М.: Наука, 1975. 106с.
147. Мишустин Е.Н. Развитие учения о ценозах почвенных микроорганизмов,- М.: Наука, 1982. Вып.17. - С.117-136.
148. Мишустин Е.Н. Определение биологической активности почвы /Е.Н Мишустин, А.Н. Петрова // Микробиология. 1963. - Т.32, вып.З.-С.478 - 483.
149. Моделирование развития искусственных лесных биогеоценозов.-Новосибирск, 1984,- 151с.
150. Мокшин B.C. Возможность минимизации основной обработки почвы под пшеницу в северной лесостепи Новосибирской области / B.C. Мокшин, В.Н. Халимон, В.Н. Щеглов, Р.С. Комарова // Сиб. вестник с.-х. науки. 1987.- №2- С.3-7.
151. Монастырский О.А. Факторы эволюции высокотоксигенных штаммов рода Fusarium в агроценозе // С.-х. биология. 1998. - № 1.-С.28-33.
152. Моргун Ф. Т. Почвозащитное земледелие / Ф.Т.Моргун, Н.К.Шикула, А.Г. Тарарико. Киев: Урожай, 1988. - 256 с.
153. Назырова Ф.И. Влияние удобрений и обработки почвы на физико-химические свойства и гумусное состояние чернозема типичного/ Ф.И. Назырова, Т.Т. Гарипов // Агрохимия. 2005. - №5. - С. 44-48.
154. Наплекова Н.Н. Нитрифицирующие микроорганизмы и интенсивность процесса нитрификации в почвах Сибири // Микрофлора почв Западной Сибири.- Новосибирск, 1970.- С. 171 -205.
155. Напрасникова Е.В. Биологическая активность мерзлотно-тажной палевой слабоосолоделой почвы Центральной Якутии/ Е.В.Напрасникова, А.П. Макарова, А.А. Данилова // НДВШ. Биологические науки. 1988.-№7.-С.93-97.
156. Научные основы формирования ресурсосберегающих технологий возделывания с.-х. культур в ландшафтном земледелии. Курск, 2004.35с.
157. Никитин Б.А. Метод определения гумуса почвы // Агрохимия.-1999.-№5.-С. 91-93.
158. Николаенко Л.И. Микрофлора черноземных почв в связи с использованием на посевах сахарной свеклы гербицидов / Л.И.
159. Николаенко, И.А.Геллер // Проблемы повышения продуктивности черноземных почв. Харьков, 1983 .- С. 83 - 86.
160. Овчинникова М.Ф. Взаимодействие пестицидов с почвами // Агрохимия. 1987. - Х°5. - С. 118-139.
161. Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975. - 740 с.
162. Ожегов К.С. Сравнительное изучение неоднородности почвенного покрова по ферментативной активности: Автореф. дис. . кандидата биол. наук. -М.: МГУ, 1986. 14с.
163. Олифер В.А. Изменение плодородия каштановых почв под влиянием различных технологий их обработки / В.А. Олифер, Е.Ф. Мельникова, Г.В. Журавлева // Сиб. вестник с.-х. науки. 1989. - №6. - С. 25-28.
164. Орлов Д.С. Гумусное состояние почв как функция их биологической активности / Д.С.Орлов, О.Н.Бирюкова // Почвоведение.-1984.-№8.- С.39-47.
165. Павленко В.Ф. Исследование специфической микрофлоры и протеазной активности почв как факторов превращения азота // Круговорот и баланс азота в системе почва удобрение - растение - вода. -М., 1979.-С.218-219.
166. Павленко Н.В. Химические свойства и микрофлора детских площадок на территорииМосквы/Н.В.Павленко,Л.А.Палечек,Е.М.Макарьева,И.Н.Скво рцова, К.А.Виноградова // Вестник МГУ. Серия 17.Почвоведение.-1988. -№2. С.40-44.
167. Палеева М.В. Кинетические методы определения микробной биомассы в почве: Автореф. дисс. канд. биолог, наук.- М.: МГУ, 1989. -24 с.
168. Паников Н.С. Кинетика роста микроорганизмов. М.: Наука, 1993. -310с.
169. Панфилов В.Н. Физические свойства и водный режим почв Кулундинской степи.- Новосибирск: Наука, 1973.- 258 с.
170. Паринкина О.М. Микробиологические аспекты уменьшения естественного плодородия почв при их сельскохозяйственном использовании / О.М. Паринкина, Н.В. Клюева // Почвоведение .-1995.-№5.- С.573-581.
171. Певнев М.И. Влияние разных систем обработки дерново-подзолистой почвы в интенсивном земледелии на ее окультуренность и плодородие: Автореф.дис. канд.с.-х.наук.- М., 1985.- 22 с.
172. Петренко Л.Р. Изменение энзиматической активности чернозема типичного под влиянием почвозащитных технологий возделывания с.-х. культур // Труды Украинской с.-х. академии. 1980. - Вып. 245. - С. 138140.
173. Помазкина JI.В. Агрохимия азота в таежной зоне Прибайкалья. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1985.- 167с.
174. Потехина Л.И. Действие некоторых удобрений на микрофлору серой лесной и дерново-подзолистой почвы Томской области // Труды Томского госуд. ун-та.- 1964.- С. 26-28.
175. Потехина Л.И. Микрофлора серых лесных почв // Микрофлора почв северной и средней части СССР. М.: Наука ,1966.- С.106-185.
176. Практикум по микробиологии (ред. Н.С. Егоров).- М.: Изд-во МГУ,1976.-307с.
177. Пупонин А.И. Экологическая оценка применения гербицидов в севооборотах при совершенствовании механической обработки дерново-подзолистой почвы / А.И. Пупонин, А.В. Захаренко // Агрохимия. 1999. -т.-С. 79-83.
178. Пухидская И.С. Ферментативная активность основных типов почв Удмуртской АССР / И.С. Пухидская, В.П. Ковриго // Труды Ижевского сел. хоз. ин-та. -1974. - №23. - С. 110-118.
179. Раськова Н.В. Изменение ферментативного комплекса почв под влиянием антропогенного фактора // Экологическая роль микробных метаболитов.- М.: Изд-во МГУ, 1986. С.46-56.
180. Ромейко И.Н. Гумус и его трансформация микроорганизмами при различных агроприемах / И.Н. Ромейко, М.К. Плишко, Л.Б. Битюкова // Тезисы докладов VII делегатского съезда ВОП.- Ташкент, 1985.- С. 130.
181. Рудаков В.О. Влияние гербицидов на почвенные грибы / В.О. Рудаков, Ю.Я. Спиридонов // Микология и фитопатология. 1979.- Т. 13, №6. - С.471-475.
182. Руденко Е.В.Влияние агротехнических приемов на плодородие почвы на склонах при контурно-мелиоративном земледелии / Е.В. Руденко, В.В. Вольнов // Сиб. вестник с.-х. науки.- 1985.- №6.- С.6-12.
183. Рунов Е.В. К вопросу об активности каталазы в некоторых лесных почвах / Е.В. Рунов, О.С. Терехов // Почвоведение.-1960.- №9.- С.75-80.
184. Рязанова Г.И. Биологическая активность основных почв зерноземной зоны Северного Казахстана: Автореф.дис. канд.биол.наук.- Шортанды, 1983.-22 с.
185. Рязанова Г.И. Ферментативная активность основных почв черноземной зоны Целиноградской области в зависмости от способа основной обработки // Пути повышения урожайности зерновых культур при почвозащитном земледелии. Целиноград, 1984. - С. 43-50.
186. Свешникова А.А. Микробные комплексы почв различных угодий Владимирской области / А.А. Свешникова, Л.М. Полянская, С.М. Лукин. // Почвоведение.-2001.- №4.- С.461-468.
187. Святская Л.Н. Биогенность почвы как фактор минимизации технологии возделывания яровой пшеницы в степном земледелии Западной Сибири/ Л.Н. Святская, Ю.Б. Мощенко // Сиб.вестник е.- х. науки.- 1982.-№3.-С.7-15.
188. Сидоренко А.И. Изменение численности микрофлоры многолетней залежи среднемощных черноземов Приобского плато под влиянием обработки // Труды/Биологического ин-та Зап. Сиб. филиала АН СССР. - 1957. - Вып.З. - С. 191 -209.
189. Синещеков В.Е. Минимизация основной обработки почвы и фитосанитарная безопасность / В.Е Синещеков, Н.В. Васильева, А.Г. Красноперов, С.Г. Щукин, В.А.Мухин // Сиб. вестник с.-х. науки,- 2003.-№1.- С.20-25.
190. Синещеков В.Е. Роль обработки почвы и средств химизации в распределении сегетальной растительности / В.Е. Синещеков, А.Г. Красноперов, Е.М. Красноперова // Вестник РАСХН.- 2004.- № 6.- С.30-33.
191. Ситников A.M. Обработка и плодородие черноземов и серых лесных почв Западной Сибири: Автореф. дис. д-ра с. х. наук. - Омск, 1979.-44с.
192. Слесарев В.Н. Биологическая активность и оптимальная плотность пахотного слоя слабовыщелоченного чернозема/ В.Н. Слесарев, Л.Н. Святская, Л.Д. Тихомирова, Ю.Ф. Бетехтин // Почвоведение.- 1979.-№11.- с. 95-99.
193. Снедекор Д.У. Статистистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии. М.: Мир, 1961. - 499 с.
194. Солдатова В.А. Влияние гербицидов на биологическую активность почвы в лесных питомниках / В.А. Солдатова, Л.В. Портных //
195. Экологические основы охраны природы Сибири. Красноярск, 1989. - С. 120-124.
196. Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере. -Новосибирск, 2004. 162 с.
197. Старовойтов Н.А. Изменение почвенных условий при разных приемах основной обработки почвы // Изменение плодородия почв в условиях интенсивного использования. М.: Колос, 1981. - С. 12-14.
198. Сулимова Н.М. Микробиологическая характеристика выщелоченного чернозема Зауралья // Труды /Омского сел.хоз. ин-та. Т.14: Черноземные почвы лесостепи Зауралья. 1973.- С.165-172.
199. Сухопарова. В.П. Особенности сорбционного взаимодействия с почвой гербицидных арилмочевин и хлорированных анилинов / В.П. Сухопарова, М.С. Соколов, Г.К. Васильева // Агрохимия. 1984. - №7. -С. 88-104.
200. Таскина В.М. Влияние основной обработки на биологическую активность почвы и урожайность пшеницы / В.М. Таскина, С.Г. Пасечкина // Интенсификация земледелия в Сибири и на Дальнем Востоке. Новосибирск, 1982. - С. 126-134.
201. Татошин И.Ф. Изменение условий плодородия при отвальной и плоскорезной обработке почвы и их влияние на урожайность яровой пшеницы: Автореф.дис. канд. с.-х. наук.- Омск, 1980.- 16с.
202. Тейт P. III Органическое вещество почвы.- М.: Мир, 1991.-399с.
203. Теппер Е.З. Микроорганизмы рода Nocardia и разложение гумуса. -М.: Наука, 1976.-198 с.
204. Технологии возделывания пшеницы в Новосибирской области. Методич. рекомендации / РАСХН. Сиб.отд-ние. Сиб.науч.-исслед. ин-т химизации с.-х. СО РАСХН. Новосибирск, 1995.- 88с.
205. Титлянова А.А. Запасы углерода в растительном веществе и микробной массе в экосистемах Сибири / А.А. Титлянова, С.Я. Кудряшова, М.В. Якутии, Г.И. Булавко, Н.П. Миронычева-Токарева // Почвоведение.- 2001.- №8.- С.942-954.
206. Титлянова А.А. Продукционный процесс в агроценозах / А.А. Титлянова, Н.А. Тихомирова, Н.Г Шатохина. Новосибирск: Наука.Сиб.отд-ние, 1982.-185с.
207. Тихомирова JI.Д. О токсичности почвы в связи со способами ее обработки // Сборник науч. трудов /Сиб.науч.- иссл. ин-та сел.-хоз. -1968.-С. 48-55.
208. Тихомирова Л.Д. Наблюдения за почвенным питанием пшеницы по разложению целлюлозы /Л.Д. Тихомирова, В.М. Зерфус // Науч.тр. СибНИИЗХоз.- 1978.- Т.26.- С.30-33.
209. Тульская Е.М. Специфика иммобилизованных ферментов почв /Е.М. Тульская, Д.Г. Звягинцев // Экологическая роль микробных метаболитов. М.: Наука, 1986. - С. 5-60.
210. Тюрин И.В. Из результатов работ бригады АН СССР по изучению системы обработки почв по способу Т.С. Мальцева на Шадринской опытной станции // Почвоведение. 1957. - №8. - С .1-11.
211. Усенко В.И. Органические удобрения на черноземных почвах Западной Сибири / В.И. Усенко, В.К. Каличкин. Новосибирск: РПО СО РАСХН, 2003. - 154с.
212. Фокин А.Д. Устойчивость почв и наземных экосистем: Подходы к систематизации понятий и оценке // Известия ТСХА, 1995,- Вып.2.- С.71-85.
213. Хазиев Ф.Х. Диагностика черноземов по активности протеазы // Биологическая диагностика почв. М., 1976,- С.300.
214. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М., 1982. - 203с.
215. Хазиев Ф.Х. Физико-географические факторы ферментативной активности почвы / Ф.Х. Хазиев, И.К.Хабиров // Почвоведение.- 1983.-№11.-С. 57-65.
216. Хамова О.Ф. Биологическая активность чернозема выщелоченного при минимизации основной обработки почвы в южной лесостепи Западной Сибири / О.Ф. Хамова, Л.В. Юшкевич, В.В Леонова // Агрохимия.- 2002.- №4.- С.11-16.
217. Хмелев В.А. Лессовые черноземы Западной Сибири.- Новосибирск: Наука, 1989.- 201 с.
218. Хмелев В.А. Строение поверхности Бердь-Чумышского междуречья и почвообразование / В.А.Хмелев, В.М. Курачев // География и генезис почв Сибири,- Новосибирск: Наука, 1976.- С.86-102.
219. Холмов В.Г. Изменение запасов гумуса и азота почвы в зависимости от тоехнологии ее обработки в черноземной лесостепи Западной Сибири / В.Г Холмов, Г.Я.Палецкая // Сиб. вестник е.- х. науки.- 1988.-№6.- С. 3-7.
220. Цветкова Л.А. Биологическая активность почв рекультивируемых ландшафтов Западного Донбасса в связи с диагностикой их состояния: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1987. - 24 с.
221. Чебочаков Е.А. Развитие теории А.И.Бараева по безотвальной системе обработки почвы для степной зоны Восточной Сибири // Актуальные проблемы земледелия и селекции в Сибири. Новосибирск, 2000.- С.20-30.
222. Черепанов Г.Г. Особенности применения удобрений при минимализации обработки почвы // Земледелие. 1987. - № 2. - С. 54-57.
223. Чернова Н.М. Экологические сукцессии при разложении растительных остатков. М.: Наука, 1977. - 200 с.
224. Чундерова А.И. Активность инвертазы в дерново-подзолистых почвах // НДВШ. Биологические науки. 1970. - № 12. - С. 104-110.
225. Шарков И.Н. Совершенствование абсорбционного метода определения С02 из почвы в полевых условиях // Почвоведение. 1987. -№1,- С.127-138.
226. Шарков И.Н. Минерализация и баланс органического вещества в почвах агроценозов Западной Сибири: Автореф. дисс. доктора биолог, наук. Новосибирск, 1997. - 37 с.
227. Шарков И.Н. Роль легкоминерализуемого органического вещества в стабилизации запасов углерода в пахотных почвах / И.Н. Шарков, C.JI. Букреева, А.А. Данилова // Сибирский экологический журнал. 1997. -Т.4,№4.-С. 363-368.
228. Шарков И.Н. Запас негумифицированных растительных остатков и биологическая активность выщелоченного чернозема при минимализации основной обработки / И.Н. Шарков, А.А. Данилова, В.Н. Халимон // Почвоведение. -1991. № 12. - С.130-135.
229. Шарков И.Н. Влияние ежегодного поступления растительных остатков на накопление органического вещества в почве (опыты с 14С) / И.Н. Шарков, C.JI. Иодко // Почвоведение. 1996. - № 9,- С. 1073-1077.
230. Шарков И.Н. Методика определения общего и меченого С14 углерода в почвах и растениях / И.Н. Шарков, А.Г. Лян // Почвенно-агрохимические проблемы интенсификации земледелия в Сибири. -Новосибирск, 1989. С.93-102.
231. Шевлягин А. И. Изменения органического вещества при освоении выщелоченных черноземов / А.И. Шевлягин, Г.Я. Палецкая // Почвоведение. 1969. - №5. - С. 50-55.
232. Шикула Н.К. Изменение биологической активности черноземов типичных под влиянием почвозащитных технологий / Н.К. Шикула, JI.P. Петренко // Повышение урожайности и качества с. х. культур. - Киев, 1981. - С.133-137.
233. Шикула Н.К. Влияние длительной бесплужной обработки на содержание и качество гумуса/ Н.К. Шикула, Г.В. Назаренко, А.Д. Балаев, М.В. Капштык // Земледелие. 1987.- №4.- С.24-27.
234. Шикула Н.А. Механизм воспроизводства плодородия в почвозащитном земледелии / Н.А. Шикула, А.Ф. Гнатенко // Мелиорация и охрана почв: Тез. 3-го съезда почвоведов и агрохимиков УССР. -Харьков, 1990. С. 203-205.
235. Шныриков В.Г. Влияние обработки и глубины заделки удобрений на содержание гумуса в песчаной почве / В.Г. Шныриков, И.А. Юшкевич, М.В. Рак, В .Я. Врублевская // Земледелие. 1986. - №5. - С. 25-29.
236. Штальберг М.В. Действие возрастающих доз гербицидов на дыхание почвы // Бюллетень Всесоз. науч.-исслед. ин-та сел. хоз. микробиологии. 1976. - №18,- Вып 1. - С. 5-7.
237. Штатнов В.И. К методике определения биологической активности почвы // Доклады ВАСХНИЛ.- 1952. Вып.6. - С.27-33.
238. Шугалей Л.С. Экологические особенности серых лесных почв лесостепи Средней Сибири // Почвоведение. 1998. - №2. - С.227-236.
239. Шумаков B.C. Биохимическая активность темно-серой лесостепной почвы под пологом разных насаждений // Почвоведение. -I960.-№10.- С.47-54.
240. Щербаков А.П. Сравнительная характеристика микробиологических и ферментативных показателей черноземов
241. Европейской части СССР / А.П.Щербаков, А.Д. Михновская, Ф.Х. Хазиев
242. Почвоведение. 1984. - №10 .- С. 45-52.
243. Щербаков А.П. Биологическая характеристика черноземов / А.П. Щербаков, А.Д. Михновская, Ф.Х. Хазиев // Русский чернозем. 100 лет после В.В. Докучаева. М.: Наука, 1983. - С. 89-102.
244. Щербакова Т.А. Ферментативная активность и трансформация органического вещества. Минск: Наука и техника, 1983. - 222 с.
245. Юркевич И.В. Влияние разных доз 2,4-Д и симазина на микрофлору чернозема обыкновенного / И.В. Юркевич, Н.З. Толкачев // Химия в сельском хозяйстве. -1972. №9. - С. 56-58.
246. Яровенко В.В. Токсичность, биологическая активность почвы и урожайность полевых культур при отвальной и плоскорезной обработке / В.В. Яровенко, П.Н. Тимофеев, Т.М. Тищенко // Обработка почвы почв и защита их от дефляции. Киев, 1983. - С.26-30.
247. Якименко В.Н. Влияние обработки почвы на содержание гумуса / В.Н. Якименко, Ю.А. Лютая, А.Ф. Одреховский, В.Г. Сирота, В.Г. Петрова // Земледелие. 1989. - №10. - С. 36-39.
248. Abdelhafid R. How increasing availabilities of carbon and nitrogen affect atrazine behaviour in soils / R. Abdelhafid, S. Houot, E.Barriuso E. // Biol Fert Soils. 2000. - V. 30, N.4. - P. 333-340.
249. Allievi L. Response of the bacteria and fiingy of two soils to the sulfonylurea herbicide cinosulfuron / L. Allievi, C. Gigliotti // J Environ Sci Health В Pestic. 2001. - V. 36, N2. - P.161-175.
250. Anderson J. R. Pesticide effects on non-target soil microorganisms // Pesticide microbiology. London, 1978. P.313-535.
251. Anderson J. P. E. A physiological method for the quantitative measurements of microbial biomass in soils / J.P.E. Anderson, K.H. Domsch // Soil Biol. Biochem. 1978.- V.10, N3. - P.215-221.
252. Angers D.A. Tillage-induced differences in organic matter of particle -size fractions and microbial biomass/ D.A Angers, A.N"dayegamiye, D. Cote // Soil Sci Soc Am J. 1993. - V.57. - P.512-516.
253. Badia D. Basal and specific microbial respiration in semiarid agricultural soils: Organic amendment and irrigation management effects/ D. Badia, J.M. Alcaniz // Geomicrobiol J. 1993. - V. 11, N 3-4. - P. 261-274.
254. Bardgett R.D. The measurement of soil fungal: bacterial biomass ratios as an indicator of ecosystem self-regulation in temperate meadow grasslands/ R.D. Bardgett, E. McAlister // Biol Fert Soils. 1999. - Vol. 29, N 3. - P. 282290.
255. Baruan M. Effects of herbicides butachlor, 2,4-D and oxyfluoren on enzime activities and C02 evolution in submerged paddy soil / M. Baruan, R.R. Mishra// Plant Soil. 1986. - V.96. - P.287-291.
256. Bauhus J. Mechanisms for carbon and nutrient release and retention in beech forest gaps .2 The role of soil microbial biomass / J. Bauhus, R. Barthel // Plant Soil. 1995. - V. 169. - P. 585-592.
257. Век S. Mineralization of С-14-Labelled Unripe Straw in Soil with and Without Rape (Brassica Napus L) // Biol Fert Soils. 1994. - V. 17, N 1. - P. 21-26.
258. Benoit P. Isoproturon sorption and degradation in a soil from grassed buffer strip / P. Benoit, E. Barriuso, P. Vidon, B. Real // J Environ Qual.-1999.-V. 28, Nl.-P. 121-129.
259. Beyer L. The impact of a low humus level in arable soils on microbial properties, soil organic matter quality and crop yield / L. Beyer, K. Sieling, K. Pingpank // Biol Fert Soils.-1999. V. 28, N 2. - P. 156-161.
260. Biederbeck V.O. Effects of long-term 2,4-D field application on soil biochemical processes/ V.O. Biederbeck, C.A. Campbell, A.B. Smith // J.Environ.Quol. 1987. - V.16, N3. - P.257 - 262.
261. Blaise D. Influence of tillage and residue management on growth and yield of cotton grown on a vertisol over 5 years in a semi-arid region of India/ D. Blaise, C.D. Ravindran // Soil Till Res. 2003. - V. 70, N 2.- P. 163-173.
262. Blevins R.L. Changes in soil properties after 10 years continuous non-tillage and conventionally tillage corn/ R.L. Blevins, G.W. Thomas, M.S. Smith, W.W. Frye, P.L. Cornelius // Soil Till Res . -1982. -V.3.- P. 135-146.
263. Bradley R.L. Interactions between Kalmia humus quality and chronic low С inputs in controlling microbial and soil nutrient dynamics/ R.L. Bradley, J.W. Fyles, B. Titus // Soil Biol Biochem. 1997. - V. 29, N 8.- P. 1275-1283.
264. Bottomley P.J. Winter cover crop enhances 2,4-D mineralization potential of surface and subsurface soil/ P.J. Bottomley, Т.Е. Sawyer, L. Boersma, R.P. Dick, D.D. Hemphill // Soil Biol Biochem. 1999. - V. 31, N 6.- P. 849-857.
265. Bruns M.A. Comparative diversity of ammonia oxidizer 16s rRNA gene sequences in native tilled, and successional soils / M.A. Bruns, J.R. Stepfen, G.A. Kowalchuk, J.I. Prosser, E.A. Paul. // Appl Environ Microbiol. 1999. -V. 65, N7.- P.2994-3000.
266. Caldwell B.A. Soil enzyme response to vegetation disturbance in two lowland Costa Rican soils / B.A. Caldwell, R.P. Griffiths, P. Sollins // Soil Biol Biochem. 1999. - V. 31, N 12. - P. 1603-1608.
267. Carter M.R. Changes in soil quality under zero tillage farming systerms / M.R. Carter, D.A. Rennie // Can. J.Soil Sci. 1982. - V.62. - P. 587-597.
268. Campbell C.A. Tillage and crop rotation effects on soil organic С and N in a coarse-textured typic haploboroll in southwestern Saskatchewan/ C.A. Campbell, B.G. McConkey, R.P. Zentner, F. Selles, D. Curtin // Soil Till Res.- 1996.-V. 37, N 1. P. 3-14.
269. Campbell C.A. Adopting zero tillage management: Impact on soil С and N under long term crop rotations in a thin Black Chernozem / C.A. Campbell, F. Selles, G.P. Lafond, R.P. Zentner // Can J Soil Sci. 2001. - V. 81, N 2.- P. 139-148.
270. Cannell R.Q. Trends in tillage practices in relation to sustainable crop production with special reference to temperate climates/ R.Q. Cannell, J.D. Hawes // Soil Till Res. 1994. - V. 30, N 2-4. - P. 245-282.
271. Ceccherini M.T. Effects of swine manure fertilization on autotropfic ammonia oxidizing bacteria in soil /М.Т. Ceccherini, M. Castaldini, C. Piovalenni // Appl Soil Ecol. 1998 .- V. 7, N. 2. - P.149-157.
272. Dao Т.Н. Tillage and crop residue effects on carbon dioxide evolution and carbon storage in a paleustoll // Soil Sci Soc Am J. 1998. - V.62. - P.250-256.
273. Deen W. Carbon sequestration in a long-term conventional versus conservation tillage experiment/ W. Deen , P.K. Kataki // Soil Till Res. -2003.- V. 74, N2.-P. 143-150.
274. Diaz-Zorita M. Duration of tillage management affects carbon and phosphorus stratification in phosphatic Paleudalfs / M. Diaz-Zorita, J.H. Grove / /Soil Till Res. 2002.- V. 66, N 2. - P. 165-174.
275. Dick W.A. Influence of long-term tillage and crop rotation combinations on soil enzyme activities // Soil Sci Soc Am J. 1984. - V.48.-P.569-574.
276. Domsch K.H. An ecological concept for the assessment of side effects of agrochemicals on soil microorganisms/ K.H.Domsch, LJognow , T. N. Anderson // Residue reviews. 1983. - V. 86. - P. 65-105.
277. Domsch K.H. Effects of pesticides and heavy metals on biology processes in soil // Plant Soil. 1984. - V.76. - P. 367-378.
278. Dowdell R.I. Oxygen concentrations in a glay soil after plowing or direct drilling / R.I. Dowdell, 0. Greesk , G.R. Burford // J Soil Sci. 1979.-V.30, N.2. -P.239-245.
279. Drees L.D. Micromorphological characteristics of long-term no-till and conventionally tilled soils / L.D. Drees, A.D. Karathanasis, L.P. Wilding, R.L. Blevins // Soil Sci Soc Am J. 1994. -V.58, N 2,- P.508-517.
280. Doran J.W. Soil microbial and biochemical changes associated with reduced tillage //Soil Sci Soc AmJ. 1980. - V.44.-P. 765-771.
281. Franzluebbers A.J. Soil organic matter stratification ratio as an indicator of soil quality // Soil Till Res. 2002. - Vol. 66, N 2. - P. 95-106.
282. Frey S.D. Bacterial and fungal abundance and biomass in conventional and no-tillage agroecosystems along two climatic gradients/ S.D. Frey, E.T. Elliott, K. Paustian // Soil Biol Biochem. 1999.-V. 31, N 4.- P. 573-585
283. Fortin M.C. Soil carbon dioxide fluxes from conventional and no-tillage small-grain cropping systerms / M.C. Fortin, P. Rochette, E. Pattey // Soil Sci Soc Am J. 1996. - V.60. - P. 1541-1547. (N4).
284. Garcia C. Microbial activity in Soils Under Mediterranean Environmental Conditions/ C.Garcia, T. Hernandez, F. Costa // Soil Biol Biochem. 1994. - V. 26, N 9.- P. 1185-1191.
285. Gamble S.J. Influence of double-cut plow-mulch tillage on number and activity of microorganisms / S.J. Gamble, T.W. Edminster, F.S. Orcutt // Soil Sci Soc Am proceed. 1952. - V. 16. - P. 267-269.
286. Greaves M.P. Effects of pesticides on soil microorganisms // Experimental microbial ecology. London. - 1982. - P.613-630.
287. Goring C.F. The effects of pesticides on nitrogen transformation in soil / C.F. Goring, D.A. Laskowski // Nitrogen in agrocultural soils. USA, Michigan.- 1982.- P.689-720.
288. Halvorson A.D. Tillage system and crop rotation effects on dryland crop yields and soil carbon in the central Great Plains/ A.D. Halvorson, G.A. Peterson, C.A. Reule // Agron J. 2002. - Vol. 94, N 6. - P. 1429-1436.
289. Halvorson A.D. Tillage, nitrogen, and cropping system effects on soil carbon sequestration/ A.D. Halvorson, B.J. Wienhold, A.L. Black // Soil Sci Soc Amer J. 2002. - Vol. 66, N 3.- P. 906-912.
290. Hanson E.J. Comparison of nitrification rates in blueberry and forest soils/ E.J. Hanson, P.A. Throop, S. Serce, S.J. Ravenscroft // J Amer soc hort sci. 2002. - Vol.127, N 1. - P. 136-142.
291. Haynes R.J. The decomposition process: mineralizatin, immobilization, humus formation and degradation // Mineral nitrogen in the plant soil systerm.-Academic-Press. 1986. - P. 52-126.
292. Hogan M.E. Response of a marine sediment microbial community exposed to 2,4 dichlorophenoxyacetic acid / M.E. Hogan, B.B. Ward // Microbial Ecol. - 1998. - Vol. 35, N. 1. - P. 72-82.
293. Kandeler E. Long-term monitoring of microbial biomass, N mineralisation and enzyme activities of a Chernozem under different tillage management/ E. Kandeler, D. Tscherko, H. Spiegel // Biol Fert Soils. 1999.-Vol. 28, N4.-P. 343-351.
294. Kiss S. Biological significance of enzymes accumulated in soil / S. Kiss , M. Dragan-Bularda, D. Radulescu // Advances in agronomy. 1975. - V.27-P.25-87.
295. Kern J.S. Conservation tillage impacts jn national soil and atmospheric carbon levels / J.S. Kem, M.G. Johnson // Am J Soil Sci. 1993. - V.57.-P.200-210.
296. Kladivko E.L. Tillage systerms and soil ecology // Soil Till Res. 2001.- V. 61. P.61-76.
297. Klein T.M. Urease, protease, acid phospatase activities in soil continuosly cropped to corn by conventional or no-tillage methods / T.M. Klein, J.S. Koths // Soil Biol Biochem. 1980. - V.12.- P. 293-294.
298. Ladd J.N. Biochemisnry of ammonification / J.N. Ladd, R.B. Jacson // Nitrogen in agrocultural soils. USA. Michigan, 1982. - P. 173-222.
299. Lai R. Carbon sequestration in dryland ecosystems of West Asia and North Africa // Land Degrad Dev. 2002. - Vol. 13, N 1. - P. 45-59.
300. Lavahun M.F.E. Activity and biomass of soil microorganisms at different depths / M.F.E Lavahun, R.G .Joergensen, B. Meyer // Biol Fert Soils -1996. Vol. 23. - N 1. - P. 38-42.
301. Linn D.M. Aerobic and anaerobic microbial populations in no-till and plowed soils / D.M. Linn, J.M. Doran // Soil Sci Soc Am J. 1984. - V.48, N.l.- P.794-799.
302. Logsdon S.D. Depth- incrementall soil properties under no-till or chisel management/ S.D. Logsdon , T.C. Kaspar, C.A. Cambadrella // Soil Sci Soc Am J. 1999. - V.63. - P.197-200.
303. LopezFando C. Interactive effects of tillage and crop rotations on yield and chemical properties of soils in semi-arid central Spain/ C. LopezFando, G. Almendros // Soil Till Res. 1995. - Vol. 36, N 1-2. - P. 45-57.
304. Lynch I.M. Cultivation and soil biomass/ I.M. Lynch, L.M. Panting // Soil Biol Biochem. 1980. - V.12. - P.29-33.
305. Lupwayi N.Z. Soil microbial biomass and carbon dioxide flux under wheat as influenced by tillage and crop rotation/ N.Z. Lupwayi, W.A. Rice, G.W. Clayton // Can J Soil Sci. 1999. - V. 79, N 2. - P. 273-283.
306. Martel C.A. Effects of cultivation the organic matter of grassland soil as determined by fractionation and radiocarbon dating/ C.A. Martel, E.A Paul // Can. J. Soil Sci. 1974. - V.54. - N. 4. - P. 419-426.
307. McCarty G.W. Short-term changes in soil carbon and nitrogen pools during tillage management transision/ G.W. McCarty, N.N. Lyssenco, J.L. Starr // Soil. Sci. Soc. Amer J. -1998. V.62, N.6.- P.1564-1571.
308. McConkey B.G. Crop rotation and tillage impact on carbon sequestration in Canadian prairie soils /B.G. McConkey, B.C. Liang, C.A. Campbell, D. Curtin, A. Moulin, S.A. Brandt, G.P. Lafond // Soil Till Res. -2003.-V. 74, N1.-P. 81-90.
309. Mendum T.A. Changes in the population structure of beta-group autotrophic ammonia oxidizing bacteria in arable soils in response to agricultural practice/ T.A. Mendum, P.R. Hirsch // Soil Biol Biochem. 2002.-V. 34, N 10. - P. 1479-1485.
310. Nikish B. The influence of herbicides on microorganisms and CO2 dynamics in soil / B. Nikish, G.J. Muller // Soil Fert. 1980. - V.83, N11.- P. 9111.
311. Phillips S.H. Other pests in no-tillage and their control // No-tillage agriculture. New York, London. - 1984. - P. 171-189.
312. Pikul J.L. Crop yield and soil condition under ridge and chisel-plow tillage in the northern Corn Belt, USA/ J.L. Pikul, L. Carpenter-Boggs, M. Vigil, Т.Е. Schumacher // Soil Till Res. 2001. - V. 60, N 1 -2,- P. 21 -33.
313. Rasmussen P.E. Long-term cropping system effects on mineralizable nitrogen in soil/ P.E. Rasmussen, C.L. Douglas, H.P. Collins, S.L. Albrecht // Soil Biol Biochem. 1998. - V. 30, N 13. - P. 1829-1837.
314. Rise C.W. Nitrification of fertilises and mineralized ammonium in the no-till and plowed soil / C.W. Rise, M.C. Smith // Soil Sci Soc Am J. 1983. -V.47.-P.1125-1129.
315. Romkens P.F.A.M. Soil organic matter dynamics after the conversion of arable land to pasture / P.F.A.M. Romkens; J. vanderPlicht, J. Hassink // Biol Fert Soils. -1999. V. 28, N 3. - P. 277-284.
316. Sa J.C.D. Organic matter dynamics and carbon sequestration rates for a tillage chronosequence in a Brazilian Oxisol / J.C.D Sa, C.C. Cerri, W.A.
317. Dick, R; Lai, S.P. Venske, M.C. Piccolo, B.E. Feigl // Soil Sci Soc Amer J.2001. Vol. 65, N 5. - P. 1486-1499.
318. SalinasGarcia J.R. Long-term tillage and nitrogen fertilization effects on soil properties of an Alfisol under diyland corn/cotton production/ J.R SalinasGarcia, J.E. Matocha, F.M. Hons // Soil Till Res. 1997. - V. 42, N 12. - P.79-93.
319. Schmidt E.L. Nitrification in soil // Nitrogen in agrocultural soils.-USA, Michigan, 1982. P. 253-283.
320. Shipitalo M. J., Protz R. Comparison of morphology and porosity of soil under conventional and zero tillage/ M. J. Shipitalo, R. Protz // Can J Soil Sci. 1987.- V.67. - P.445-456.
321. Shepherd T.G. Tillage-induced changes to soil structure and organic carbon fractions in New Zealand soils/ T.G Shepherd, S. Saggar, R.H Newman, C.W. Ross, J.L. Dando // Aust J Soil Res. 2001. - V. 39, N 3. - P. 465-489.
322. Slack C.H. Effect of soil pH and tillage on persistence of simasine/ C.H Slack, R.L. Blevins, C.E. Rieck // Weed Sci.- 1978. V.26, N.2. - P.145-148.
323. Smith P. Preliminary estimates of the potential for carbon mitigation in European soils through no-till farming/P. Smith, D,S. Powlson , J.U. Smith // Glob Change Biol. 1998. - V. 4, N 6. - P. 679-685.
324. Skujins J.J. Ensymes in soil // Soil Biochemistry. 1967. - P.372-414.
325. Staley Т.Е. Carbon, nitrogen, gaseous profiles in a humid temperate region under no-tillage // Soil Sci Plant analysis. 1988. - V.19, N.5. - P.625-642.
326. Stockfisch N. Ploughing effects on soil organic matter after twenty years of conservation tillage in Lower Saxony, Germany/ N. Stockfisch N, T. Forstreuter, W. Ehlers // Soil Till Res. -1999. V. 52, N 1-2. - P. 91-101.
327. Triplett C.B. Effects of corn mulch on no-tillage corn yield and water infiltration / C.B. Triplett, D.M. Van Doran, B.L. Schmidt // Agron J.- 1968. -V.60.-P. 236-239.
328. Valenzuela J. Degradation of chlorophenols by Alcaligenes eutrophus JMP134(pJP4) in bleached kraft mill effluent/ J. Valenzuela, U. Bumann, R. Cespedes, L. Padilla, B. Gonzalez // Appl Environ Microbiol. 1997. - Vol. 63. -Nl.-P. 227-232.
329. Vancura V. Microorganisms their mutual relaytions and functions in the rhizospere // Soil microbial associations. Oxford., 1988. - P. 191-280.
330. Wacha A.C. Soil fungy isolated from fields under different tillage and weed control/ A.C. Wacha, L.H. Tiffani // Mycologia.-1979. V.71, №6. -P.l 225-1228.
331. Wainright M.A.P., Pugh Effect of fungicides on the number of microorganisms // Plant Soil. -1975. V.43, N.3. - P. 561-572.
332. Wilt W.W. Response of weeds and herbicides under no tillage conditions // No-till agriculture. New York. London, 1984. - P.l52-170.
333. West Т.О. Net carbon flux from agricultural ecosystems: methodology for full carbon cycle analyses / Т.О. West, G. Marland // Environ Pollut.-2002. V.l 16, N3.-P. 439-444.
334. Zibilske L.M. Conservation tillage induced changes in organic carbon, total nitrogen and available phosphorus in a semi-arid alkaline subtropical soil/ L.M. Zibilske, J.M. Bradford, J.R. Smart // Soil Till Res. 2002. - V. 66, N2.-P. 153-163.
335. Jenkinson D.S., Rayner J.H. The turnover of soil organic matter in some of the Rothamsted classical experiments / D.S. Jenkinson, J.H. Rayner // Soil Sci. 1975. - V.l23, N 5 .- P.298-30.
-
Данилова, Альбина Афанасьевна
-
доктора биологических наук
-
Новосибирск, 2006
-
ВАК 03.00.27
- БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПРИ МНОГОЛЕТНЕЙ МИНИМИЗАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
- Агроэкологическая оценка трансформации чернозема выщелоченного Новосибирского Приобья при длительном сельскохозяйственном использовании
- Изменение водно-физических свойств черноземов выщелоченных при их энергосберегающих обработках в Южной лесостепи Республики Башкортостан
- Зависимость урожайности яровой пшеницы от параметров плодородия чернозема выщелоченного в северной лесостепи Тюменской области
- Динамика элементов плодородия чернозема выщелоченного Тобол-Ишимского междуречья
