Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Азотфиксирующие и целлюлоразлагающие микроорганизмы светло-каштановых почв Нагорной Ширвани при выращивании сельскохозяйственных культур в севообороте и бессменно

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Азотфиксирующие и целлюлоразлагающие микроорганизмы светло-каштановых почв Нагорной Ширвани при выращивании сельскохозяйственных культур в севообороте и бессменно"

АКАДЕМИЯ НАУК КАЗАХСТАНА ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ И ВИРУСОЛОГИИ

На правах рукописи

ШАФИЕВА МАРЬЯМ РЗАБАЛА кызы

АЗОТФИКСИРУЮЩИЕ И ЦЕЛЛ ЮЛОЗОРАЗЛАГАЮЩИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ

ПОЧВ НАГОРНОЙ ШИРВАНИ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТЕ И БЕССМЕННО

03.00.07 — Микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

VI

Алма-Ата —

1991

Работа выполнена в Азербайджанском научно-исследовательском институте земледелия и -на кафедре микробиологии Бакинского государственного университета им. М. А. Расулзаде.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Г. С. КАСИМОВА.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук 3. П. КАРАМШУК,

кандидат биологических наук Ш. 3. МАМИЛОВ.

Ведущее учреждение — Московская ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева. ^

Защита состоится » 1991 г. в «/(.» час.

на заседании специализированного совета К 008.01.01 по защите кандидатских диссертаций при Институте микробиологии и вирусологии АН Казахстана (адрес: 480100, г. Алма-Ата, ул. Кирова, 103).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института микробиологии и вирусологии АН Казахстана.

Автореферат разослан «. С?.-; 1991 г.

Ученый секретарь ,

специализированного совета,

кандидат биологических наук \ у"1л М. С. МУХАМЕДИЕВА

ОБ1Щ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акттальяодть темы. Технология возд«л.чвания сельокохозяВат-Ь'енннх культур в значительное мере влияет на функционирование огдсльных элементов почвенного ценоза (БврбстепкяЯ * др., 19801 Врзнякввсха* я.др.» 1966). В связи о этим важно вило изучить ш»ро^м;«ог«чеохяе процесса оветло-каптановых почв необеспечея-ной богары Нигорного Иирваяа Азербайджана. Особое значение приобретает бяологическаа фиксация азота атмосферы (Мишуетин, Ем-цев, 197чI Еад-Ь г 1986). Обусловлено это не *олько воклвчятель-воВ возмохностьв процесса в азотной баланса биосфер», а в еще больней степени он вызван перспективность!) азотфиксация как источника связанного азота для обеспечения нухд сельского хозяв-отва. Полная безвредность "биологического" азота для охруяавцеВ среды является одной яэ причин, по которой проблема аэотфихва-цяя отнесена в настоящие время к числу вике Злах в о Ал ас та биологических в бяотехяологяческях исследований.

Цель исследования. Цельо наиих исследований являлоеь взучв пае влияния сельскохозяйственных культур, возделываемых в севообороте а бессменно, на состав почвенных микроорганизмов п ях активность в светло-каятановнх почвах.

Залечи исследования:

1. Избить влияние выращиваемых сельскохозяйственных культур в севообороте в бессменно на состав, активность в созонвув динамику почвенных микроорганизмов.

2. Установить интенсивность процесса иинергинзация в юа/о-бвлязадии в севообороте а бессменно.

3. Определить таксономический состав целлвлозоразлагасчвх мякрооргавизмов я ях роль в продуктивности весимбвотмческоЯ фиксации азота атмосферы в севообороте в бессиевао.

4. Определять натрогевазяу» активность в таксономичеокув структуру свободнокивуцвх диаэотрофов светло-кавтановых почв в севообороте я бассыенно.

5. Изучить динамику накопления АТФ - показателя плодородся светло-кадтанових почв а активность фзксацяв азога атмосфера а условиях севооборота я бессменно пра выращвЬайвя сельскохозяйственен! культур.

6. Определить внтессивпооть факеадал азога а»иосфэрз в поч-

- г.

■в ара внесении целлюлозы ■ соломы.

Натчная новизва. В монофахторннх опытах на оветло-калтано-ма почвах необеспечевво! богары Нагорвой Вирвани впервые вылс-вевм закономерности икни сельскохозяйственных культур на мак-роцеяоэ светло-камтавовмх почв во воех звеньях 7-ми вольного севооборота а пра бессменном возделывании хульхур. Показано, чхо предиественникв а чередование сельскохозяйственных культур в севообороте оказывает регулирующее влияние на численность аммона-фвцврдавх, денитрифицирующих, спорообразувщах, актйномнцет, олягсявтрофял, кихросюпячесмх грибов» веллюлозоразлагавчвх мяхроорганввмов а свободнокавумвх даазотрофов с заметными вэме-вениямя ах качественного состава. Отпечены специфические нзмеие-нвя ввутра сообщества почвенной микрофлоры под бессменным посевом озимой пвеницы. Изменения почвенной биодинамики проаоходлт вод влиянием возделываемых сельскохозяйственных культур, а характер чередования культур в действия удобрений определяется особенностями микробиоценоза, сфорыяроваваегося под влиянаеы дайной сельскохозяйственной культуры а предиественввка.

Впервые показана зависимость ыехду синтезом Ш в оветло-калтановой почве а активностью фиксации азота атмосферы в севообороте я бессменно. Показана активная роль целлюлозораздагаадих мвкроорганизмов в создании энергетического субстрата, обеопочв-вавдего развитие свободножавуцах даазотрофов и активное функдво-аарование нитрогенозного комплекса.

Практическая значимость. Сравнительное изучение микробиоценоза в ияквобаслогачесш процессов в еветло-кавтановой почве под бессменным посевом в в изученном семипольной зерновом севообороте дало возмокность ваучоо обосновать подбор к чередование культур о учетом биологических свойств почв в особенностей возделывания сельскохозяйственных культур. Научные результат ва-ввх исследований позволят разработать практические рекомендация во воспровзводству плодородия светло-хавтановых вочв НагорвоК Вврвани.

Ва задатт выносится» Вовделнвавие сельскохозяйственных культур в севообороте в бессменно оказывает значительное влвянае ва отрухтуру биоценоза свегло-калтановой почвы, на ввтевввваооть а направленность бвохвмичесхоН ахтвввостя а почве. Иобализоцвон-ше процессы в свегло-хаатановых почвах пра чередованав оельско-

хозяйственных культур протекает более интенсивно. Их вятеноя«-носи в бессменных посевах снкхаегся в увеличением срока бм~ сменности.

Апробмия работы. Материалы диссертации долокены на 1У конференция молодых ученых АН СССР, НЦШЯи» (Пущяно, 1989) | Закавказской конференции молодых ученых я специалистов на тему "Интенсификация агропронывленного производства на современной этапе" (Баку, 1909)} Всесоизном совещании на тему "Проблема азота в интенсивном земледелии" (Новосибирск, 1990).

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена яаГВ страницах и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, заклвчения, выводов, списка использованной литература я приложения. В приложении дается урокавность я математическая обработка урожайных данных. Текст работы иллветрировая SO таблицами, 7 рвсунхаии. Список литература содерхат 135 отвчвот-ввянвх в 105 зарубежных публикаций.

объекты а ввтодз иссле&в^ен

Обьектага веследоваяяй являлись никрооргааяэмя а шюробво-логяческяв процессы'с'ветло-х&ятаповых почв пра внрадаваяип сельскохозяйственных культур в севообороте в беес&ен&о на тяеря-нептальноы поле АзербаВдяаяского НИИ земледелия. На огштаоа участке введен трех сеняпольвнН севооборот я па всех освооборо-т&х пештивалпеь ва 3-х фонах няперадьвого тштаавя (табл. I).

Огтзая ппенгща боссиенпо воэделнвалааь в 1976 г.

Азогнгаг удобравпеа слугпла еннвачаел соязгра фосфор-

пйя - гранулировал шш суперфосфат (Ш), емяЕнэ - iO£-as ка-ляЕзаясоль.

В опятах пвподьзоЕахпеь озгзаз гаешща сорта "Кавзаз", яч-нвпь "Звхпчеваздаяа", яут - "Зсязстсзя", горох корковой АеНИШ-I52S, подсолнечявк ВНШН СЭЭ1 (улучлгппиЗ).

Обратит пova а 1935-1937 гг. отбяраяв в рзэосфэрэ по фазса развзткя сельскохогяЕетвззгах аудьтур в тзчезпо вагетацяоиного порвода.

еззяоаогяческяэ груша гаерооргаляезов учзтпваяя ветодоа пределыгах раззздезпй на плотшх и япдгях взтательзнх средах,

Тайш» I

Cresa saeeesur yAeíperaa s еввооборотаг

I eecooöopox, 57£

II севооборот, 71,

«t

ta « tr

а «я

a S) es схси п с»

» <о na

s*a ос

«

Ser »

я a is а> « и о с

1И

•я и я о к о.

SS

S H

» 5 Ю о D я ос

i

"Й

оя о X Bf Sr

о V ta s

<0 SS

3t 33 N а»

о ч о с

ta

a

a:

о. о, с я

ЕГ С

а 'S if a s. s 0 ci a 0 с ta «J ЭЕГ a s J« = pi a> <5 « =f «J К a = S <i> я л o es я g 5 s a s s œ 0 a 0 с M -Д i X a œ s 3 Cl f 0«

2 3 4 5 6 7

5

I фОН П фоз

б фон

Ш - 30

Р 300 -

Е 150 -

В - 60

V 300

К 150 -

69S удобрение 60 30 60

- 100 - 100

90 200 150

90 60

60 90

П фон: K330Píl00%0

рогацяв

В фон* ^510^510^)00 Егогодао: П фовг 2*57,1*35 Д Ш фоз» »72,^71,^42,9

90

120

400'

150

- 30

400 -

100 -

60 60

П фов» ®300^50(^150 С $0Е1 ^^03^600^250

П фон» »«^71,^1,4

»68,6*65,1*35,7

дез удобрении 60 90 ЗС

- 100 50

90 КО - 200 - '100

30 60

60 60. 90

i i

г

6

m

m

а « О « H й , И

I £ î Î

tí ta ü u

w см сл о .

8 £ y a II

I-« § I

§ . • »

V -J

Í Î (Tí . . 8- . . 8

••S..»

iÜs ais i i S i i s i i g i » g

w Черви! пар

M 0 situai пвевица

W Озимая пвенкца

Оэяиай пвеница в о 0 te о о о о

VJI Оэикнй ячжвнь о H • s

<J\ Оэная пвеница

Оэнная пявница

«■ s -

- б -

аопольэул обввпрввдхые ыегоды. Определяли изменения хоэффицяен-ха мавераляаацая V яммобяляэадия в севооборохе я бессменно (¡щ) пе Мамуохаяу.

Азотфяхсвруюадпр ахтяввооп рязосфервой почвы, наговвхельвих Я чвохнх 1;ш)р 01ов1;г1<Циа I Авоер1г1Ш.ит определяли ацэ*в-леяовым «входом (Нагйу «а. , 1966), на газовой хронографе (ОЬгоа-4, ЧССР). '

Колвчоохво эхвяева определяли по стандартам пакам халабро-«очной кривой (Еицов, Ннцэ, 1980).

Для определения количества ДМ в'образцах рязооферной почвы яопол»зоваля АТ$-заввеимую реахцвв бяолшинисценцви евехллховов люцяферазы С ВДге , 1963). Измерения производили ва автоматичео-ХОМ ЛЕКИНОмехре фирмы "1ЯВ-Ва11ао модель 1250 с Тигкв-?1л1аа<1) Набор-хеох-реагеяхов, необходимых для реакцяв бнолшиносценцви, Нал юй «е фарш«

Идевтвфакацяр б&кгервВ осуцеотвдалв с поиоцьс свределвхела бактерий (Берг, 1980).

Иатематячеокая обработка полученных данных проводила» о помочью компьютера I £11 РО АТ по программе вшю ВАШ08 я дяо-персвовного анализа (Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Изучение почвенной биодинамики под

омсншадв подэ^^ц»*р девообрроте

Цвучевре баогенноотв евехло-хашхаиовых почв показало, чхо оря евегодвоы беосмввон возделывания озвмоВ ляевяцы (табл. 3) отмечено уарлвчевве чвслевцоохя микроорганизмов ва Ш, Ш и 01. 1яо1*вяоохь махроорганвзмов, вспользувдвх млиеральвие формм ааоха, вполхора рма вин» чем мвхрооргаявзмов, воподьзумвх оргааячеоиВ азох.' Такае почвввнне уело«!« ведут к вкихеявв бво-геввовтв почвы, в оааовноы бахтервальво» флоры в однвохоровн»« егагляшга определеввн|: ?ахсовоыячвохях единяц мкрорргалиемов (ц>швов), охряиахммо влвяюадх ва олодородя« почвы.

Ярв авалязе я8мввеяяя чяслеивосхя, родового я валового оо-охава яочвевяоВ микрофлоры род бессменное озваоВ гаеницеВ било уохаяовлвао, чхо по мере уввлвчеввя срока беооиеввого воэделива-вал ее на одном меоге, происходя* яересхрокха ввухрв почвенного

m Й

g a

s Й a *î

й о

s *

1 и

о

Я ó

s Й

о

a a я

S I

0 P3 R «Ö

1 S

a. M

§ S

f«

e» о

о

В g

о u

«,» С.Э

11

и

СЭ

■а

u в*

H

3

а

ra

О

о

о

«3

«

Д'-

13 3

о

к « ßg

о о о u i « га

о л 9 вцн иод a О.Й

я

За. о

и«* о о

3

ю Д SP <Л

¡P M cS N S гч M o\ Q сл

« xr «a ел о vû

vo е- 4? t- vo

\o m сл v5 r- m

m m m m m

■Ч- m n »

3ti\ * « «

n *r да in

И ° £D " — и H m

2 Й » л g S

cR 9 r- it" рГ m S 3 3? S

\o 2s- ю о m аэ <л С4-

£- ю |> г- п •■»• ю w} lofo с*

К о оэеч дч м с-я ¡n-d- tn -

ЙН f О in -d-м се м <л м

Q* S3

л- a> p. m со î4^

9 m g

Ю f- Ifi Ю yj 1Л

" Ц- \a &

ê\D *}■ vp t»

\o ô o\ ci Ï-.

M r>

8p no л- ^ in r»

P in n ю t» « 5-

in f- мм o\n ела»

MM ►-{

n n «

9jf •>•■.•

c^ m m rj и

e»

« л сэ

со \о с-\ «i-

ря аt-

g

vo -er ОЭ

'S- in Г* f

' « Ю -m о m m

m c-

s sg

r» ¿1 M r-

» «

o>

m со m

M *

КЗ S3

\o (Л a »

N <*\

•t M . » M

P« it Й

er. o ó

m m m

g S §1

vo

e-

■а0 а

es о и с* сэ

Sri Р8

S

юа

• »

и

IM

оивн

етвя я.«

■о 1

OU ootd ой . non ой

SS, ДК8,К& ййЕ KS,

I : х> t о I

a

■о

я

ос»

m

ra n te р<»ч и очв и о а и

" ИЬО

ом

H О «3

H £•»<

nnt

и &

дв

I

1

. осЗн

Sali

. <э о о а

.-.ei аз

макробяоцеяова. Наиболее что данная закономерное» прослеяява-ется пря азухин сворообраэувяях микроорганизмов. Нам* бия яэу-чев вмдово! состав бактери! рода вдоШлшв Oiootridlum , вмде-леяямх я» почвы под бмвмяяяям посевом озимо! гаеяяцм (табл. 3Ц). По мер« увеличения ороха бессменного •оэдеяываяяя ив аэроб-ямх ■ аиаеробиях бациллярную микроорганизмов сохраняется в ОСНОВНОМ - Вао.фоо14*я .1 Jau.ldoeue, O.aporogeoee , O.aceto-butylleim, 0.йхугоЪгаг1си»,умвиьвается численность - Bao.aubtille , Bac.Mgaterlcua t O.reloMl t O.butjrlleua я исчезают Bao. осадил t Bao.Yirgulu* , Ü.paetMrlaoua , O.beljerlnckil.

Tanx образом, бессменна* посев оказывал специфическое влияние на состав я численность отдельянх групп микроорганизмов метло-камтаяовых почв.

Установлено, что оевооберотн я ях структура полохительно вляявт яа микрофлору сеетло-кавтановмх вочв.

Яеходя яа получениях данных о оодерхпиии микроорганизмов в севообороте я бессменных посевах озимо! пменяцм, мохво сказать, «то нобаявзацаовнме процессы в почве при чередования сельскохо-алвотванямх культур в севообороте протекают более интенсивно, чек оря беисмеяиых поееиах. 1х интенсивность в бессменных посевах свивается о увеличением срока бессменности.

Применение мяяервльвкх удобрена! несколько повитет численное» микроорганизмов почвм ■ изменяется соотиояение различных п групп.

Оокааало, что озимые пяемяцн, вырадонпно ва севообороте аа-яеииоотв ва 57i 7I,4| 86* зерно и мхи культурами я бессменном посеве, деЮтвувт ва развитие численности шхрооргаввзмов пеодяяа-ково (ряс. I). Общая биогеияовть почвн в намщеяном (57; 71,4; BójC) «ервовож севообороте была вше, чем ва бессменных посевах (рве. 2).

Тахян образом, севооборот в бессменны! посев оказывала све-«яфачеокое вляявве на состав в численность отдельных групп мвк-рооргавжзиов светло-коатановвх почв, в чередование культур в севообороте является одним вз главных бвотехнологвческвх условие, определяла* закономерное« функционирования михробвоценоза данного бяотопа.

Таблица 3

Видовой оостав бактерий рода BaeiU.ua в оветло-коя-тановых почвах при возделывании озимой пяояицц бессменно (1964-1987 гг.)

к™" *з Щ ?! V! Г Ъ

1! ли и аЗ® »33 11 т 32 ш

I ++♦ ++ ♦ - ♦ _ ++

г - - - - -

3 ♦++ +♦+ - ♦ -

4 : - . ♦♦♦ - - - ♦♦♦ -

5 : - - -

б" - ♦♦♦ -

7 ♦♦♦ • — - - - ♦♦♦

13 ♦ ♦♦♦ - ♦ -

9 +♦+ ♦♦♦ ♦ - - ♦♦♦

10 - - - * * ♦♦♦

II , +♦ + ♦♦♦ . - - - ♦♦♦

12 ♦♦♦ +♦ - ♦

13 +♦+ ■ -■ - - . -

14 - +♦ 4+ - ♦♦♦ - - - ♦♦♦

15 ** - ♦ *

16 - + - - ♦♦

17 - ♦ ■ - ♦ ♦♦♦

18 ♦ *** - ♦♦♦ ♦ ♦♦♦

19 - ♦ - - ♦

30 + -

Примечание! в 1987 г. - я численность умевьвалаоь

« - исчезала

- ю -

Таблнм 4

1адово1 еоот&а бежхерва рода 01о8*г1<Иил в свехло-кавхавовоВ почве пра воздеднваввв озимой пвеницы беоемввво (1984-1987 гг.)

1 444 ♦ 44 44 44 ♦♦ - ♦♦♦

2 +♦♦ •> - ♦ ♦ ♦♦♦ ♦ *++ . 4 ♦

3 ' *+ ♦♦ ♦ 444 +♦ - - ♦

■ 4 444 ♦ • 444 ♦ ♦ ♦ - -

■ 5 ■ ■ 44 . 44 , — 44 +♦ -М4 ♦

6 44 444 444 4 44 -44 4 4' 444

7 44+ 4*4. . +44 " 44 4 4 - - - 44

8 444 4+ +4 4 444 444 4 4 444

. 9 4* 44* 444 - 44 4 44 - 4 444

10 4+4 * +4+ 4 +44 44 ♦ 44

11 44 44 >44 44 4 - - ' 444 44 444

12 444" - 444 44 44 4 - 4 444

13 - 444 4 44 4 4 - >4 444 '14 . 444 - • - 44 44 44 444 444 ' - 444

15 44 ' 444 444 4 ; 444 44 - 4

Привечаяиб» 8 1987 г. - ш — чволенноо» уменьвалась

» - вочеэала

й о

«и

26 22

18

II 10

б

2

а в е

I

"V"

П

Рае. I. Накопление обцев бномаоси няжроорганязнов в э&внвноетя 01 умовяй воэдехив&вня озяиоЯ павипцп: I - бэесиешшй пооев; П - севообороты насиненные на 51% (а)| 71,4* (в) в 86* (о).

а

V ™

о в т

• ' Л00•

&

о

¡Я-

(4

и

а Ю-

я

•

о

а н 50.

ПОЛЯ ' ... ' .

Рве» 2. Общая бвоыасса инкрооргаяизиов в севообороте пря различной наенденносгн зерновьшя культурами и в бессменной посеве. I - 71,4*» 2 - 865«» 3 - 572; 4 - бессменная посев.

Изменения хоаМидиента минерализация и иммобилизации в бессменном посеве озимой пвенидм я в севообороте

Наш исследования показали, что различия в чиоленноохи я соотношеняя бактериальной флоры е разных полях севооборота нестабильны и значительно разлила чья по периодам исследования. В почве под озимой пвеяице!, выращиваемое в севооборотах с различны* насыщением зерновыми культурами, существенные различия в численности отмечены у микроорганизмов, растущих на среде с минеральным и органическим азотом (Ш, МПА).- Наибольшее их количество было в почве под озимой пвеницей, выращиваемое после пара в севооборотах с насыщением зерновыми 71,W и 86Ц, несколько меньве в севообороте с насыщением зерновыми 57*.

В бессменном посеве наблвдалось наименьвее количество микроорганизмов, растущих на МПА. Отношение численности микроорганизмов ва КАА к количеству их на КЗ А били близка к 1,0, что свидетельствовало о сбалансированности процессов иммобилизации в минерализации (табл. 5).

Подобные закономерности процессов минерализации в пшобвяи-еодни наблюдаются и в других вариантах севооборота, с отличием только в интенсивности процесса минерализации, который отражается я величине подученных коэффициентов

Таким образом, рэзулыаты проведенных исследований показали, что изменения в структуре иикробиоценоза светдо-каотановвх почв при бессменном выращивании, озимой пиеницы я в севообороте 03И1/0Й пшеницы, нута и ячменя связаны с биологическими особенностям: возделываемых культур, их насыщенностью, обусловлены различиями биохимического состава накапливаемых в почве веществ и неодинаковой степенью их доступаocih для микроорганизмов на различных этапах онтогенеза растений.

Неоимбиотическая Фиксация азота в светло-каштановых почвах в условиях бессменного посева озимой пшеницы и в севообороте

Сезонная динамика активности несимбиотической азотфиксации почвы в бессменных посевах озимой пшеницы снихается по мере ^сличения срока возделывания сельскохозяиствонных культур на

Таблица 5

Кооффзяяаат ыанарадвзадаи в кшобмизацвв в свотло-каатавовых почвах в бессмеяноЗ культура озяиоЯ паенадп а севообороте (КМ:ШИ)

Вариант опыта Срок отбора образцов

Ктглт-тття УСЛОВИЯ ВОЗ-йультура делывания $ зер-' новых ноябрь апрель май ивнь воль

Пар севооборот - 71,4 1,33 1,00 1,02 1,40

Озимая гшенпда бессменно 100 1,07 1,11 1,20 1,06 1,13

Озимая паениза севооборот 57 1,27 1,78 1,35 1,84 . 2,03

по пару 71,4 1,88 2,50 2,18 2,75 2,93

86 1,82 2,06 1,88 2,56 2,42

Нут " севооборот 71,4 - 2,35 2,47 2,53 2,68

Ячмень севооборот - 71,4 1,84 2,03 1,93 1,98 2,20

* 86 1,87 2,45 2,08 2,33 2,38

Горох севооборот 57 - 1,75 1,64 2,87 2,06

Подсолнечник . севооборот 57 . - ' 2,28 2,15 2,65 2,82

одно* я «ом же месте (pie. 3). Продуктивное» фикоацяи молекулярного азота в почве с озимой ляеяяцея, второе год, после пае-яяцн выяе (43,0 икг Н2 на кг почва), чем в бессменном посеве 3-го года (34,0 мкг »2 на кг почви). Установлено, что пря бессменной вырацивании озимой пменяцн на светло-каятановоН почве провоходят сникение янтеноив,",г' биологической фиксации азота атмосферы. •

В севооборот* выявлено, что разные сельскохозяйственные культуры не в равной степени стимулировали фиксации азота свобод-яокивухсми бактериями в почве (ряс. 4).

Показано, что в начале вегетации (ноябрь) под озвыоЯ пиени-цеЯ после пара (71,4*) активность азотфиксация составляла примерно 43 мкг азота яа I кг почвы в сутки. По мере роста растений она постепенно роола, достигнув максимального вначевяя в фазе холоиения озимой пшеницы. В этот период интенсивность усвоения молекулярного азота свободвокивуияни бактериями в почве достигла 97,0 мкг азота ва кг почвы за сутки, , Во время созрева-

ния. уроках я после его уборки* актявность несвыбяотвческой азот-фиксации рязосферной почвы вновь падала. Аналогичная сезонная дмяш'ика активности азотфиксация была найдена в ризосфере других оеЛьскохоаяйсхвеввих культур (рис. 4) в севообороте.

Уровень яятрогенааноИ активности светло-каитановой почви яри чередовании культур в севообороте был неодинаков. Это объясняется физиологическими особенностями, структурой и топографией корневой системы сельскохозяйственных культур, которая снабкает почву трофическим субстратом. \

Совсем другой аспект приобретает фиксация азота атмосферы в черном паре, где исключено влвяние растений на развитие сво-бодноживувдх дяазотрофов. При этом процесс фиксации азота атмосфера был на низком уровне и колебался от 9,0 до 18,0 мкг азота ва кг почвы эа сутки.

Актуальная я потенциальная азотфихсирувщая активность. светло-ксдтановой почвы в севообороте и бессменно

Определена актуальная я потенциальная азотфиксируюцая активность под озимой пшеницей в бессменном посеве и севообороте. Так, наибольшая азотфяксируищая активность (29,0} 27,80 кг на

Л 'месяцы

Ряо. 3. Сезонная двяакна азотфакоавдв яод веосмеяяым посевом озтаоМ пяеяяцм.

I - П год воздвдяваяяя | 2 - I год воздмнваяяя.

т 3

9 Я 90

4 70

8

1

п 50

и

а 30

«1

Н

10

8

-гГ

■г

X

а

- з

Ряс.

мееяны

Свзовнм явамяка фанацяя азота вод нутом (I), ячменем (?)» паром (3).

га ва аегехацвонвЯМ .период) под озямов пшеницей после пара в ое-воовороте (наставав зерновыыв культурами 71,4*). Актуальная нвтрогенаэна* ахтивнооть выввляет различия между сельохохозявст-веввшв культурами, возделываемыми в севообороте в бессменно, по ' ах вдяанав ва стимуляцию комплексного фермента - "натрогеназа".

Высокое потенциальной азотфнхсируицей активностью характеризовались почта вое изученные варианты опыта.

Уровевь потенциальной ахтнвнооти азотфнкеации указывает, что генофонд почвы достаточно богах и продукхавнооть' неснмбвотв-чевкоВ « ассоцжатввяоВ фиксацив азота атмосферы ssbbcbt ог обес-печенноста почвенных двазотрофов в знергетическом в питательном субстрате. Определенное влияние-на активность фиксации молекулярного азота оказывала степень насыщенности севооборота зерво-вши культурами. 86* и 71насзденнооть оказали наиболее стимул яру елее действие ва продуктввноотьазотфнкоации, чем прв 57* я беосмевном посеве озамов пвенвцы.

Пполуктивность Аикеапнн азота атмосбепы в бессменном посеве озимой пианииы в в севообороте в эависимоотн -

и сошваяив Ш в овшр-уитмрви

Результаты проводимых опытов показала определенную в достаточно тесную ова'зь между технологиев возделывания сельскохозяйствен кыххулыур и оодерканнем Att в светло-каитаиовоИ почве. Среднее я ежстремалыше величины содержания АТФ в почве отражают весьма существенную разнвцу в бногенности почвы в различных по-ллх севооборота я севооборота с бессменным посевом. Опредедевнвв парадделвзм осуществляется между содержанием АМ, биогенностью почву я ввтеноявносхью фиксации молекулярного азота атмосферм (ряс. 5).

' Еессответствие во времени параллелизма между содержанием Alt, натрогеназноВ активностью я численностью микроорганизмов вподне объяснимо необходимостью времена для разынохенвя микроорганизмов в ооужеотвления ими процессов фиксации азота атмосферы sa счет продуктов эжзоосмоса корневой свохемы (фотосинтактов) в корневых спадов. А АН, находящаяся только в кивов клетке, в конечном итоге, отражает объем жввоя биомассы почвы, в том чвеле я свободноживуцнх я ассоциативных диазотрофов.

о

в §

и

а о

s

о

40

г>

ЧУ

«J

з

er

30

20"

о

в *

H

ы

ю-

(3)

п

1У

л га

(нисяцн)

Рас. 5. Баоиаеса няхрооргаввзнов, с од ерзание АТ5 а фяхеадвя ааота под озякоЯ ппвпэцеП

3

V

- IB -

Таким образом, следует отметить, но определение содержания AT* в почве указывает не только на величину продуктивности биологической фиксация, но оно мохет быть использовано как показатель потенциального плодородия почвы.

Фиксация азота атмоч.,, свободнокивущими и ассоциативными д'иазотрофами

Из почвы различных вариантов опита были изолированы 44 штамма бахтерий рода Olootrldiua и 9 штаммов • Azoepirtllum , прове-д«ао определение их нитрогеназнои активности. Результаты исследования показали, что нитрогеназ ая активность различных видов Clo-etrldiua раэличаюточ друг от друга. Так достаточно высокой нит-рогеиачпов активностью (2S9- 22 и 235-257 Нноль CgH^ ва 100 на • ор«дя иа час) обладали соответственно c.thyrobutyricun (пташа 054, 057) и c.bei^crinokii (в-аммм 017, 020), выделенные из-под опимоЯ пвеницы в севооборот с применением удобрений и ихаыма О'-'З, 097 O.acetobutylloua (16- IS7 Нноль C^jj на 100 мл вреда за чао), изолированные с тех ка <олей севооборота, без удобрений. Самой низко к нятрогенаэдой ихгивностыз обладали кулмурн О.рев-tourlamira (итаммы 01, 04) и O.thyrobutyrioua (нтаммы 058, 060), выделенные из паруске Я почвы без удобренвй.

Существенная роль в накоплении биологического азота в почве првнадлехкг ассоциативный диазотро<$ам, в частности laotjpi-rillu«, хорово развивасцииса на корнях озимой цаеввца, воздедн-ваеиай на светло-каит&новых почвах. В отличие от свободногиву-цих авазробних диазотрофов рода Olootrldiua бактерив рода Дао-oplrillua в мевьыей степепв подвергаются воздействию антропогся-bux факторов. Втамкы Olostrldlua, выделенные из полей оевообо-рота, характеризуется более высокой аэотфякеврувцей актвваоегьв, чгк ытанаа, выделеввиа м-под пара полей в волей бессменного посева.

Нвхии нсследованммн показано, что в пределах одного б го-го ко бйоюпа наблюдается существенная разница в ивтрогеназноЕ активности различных отшшов Cloutridiua в Azospiriliua , отла-чащихса по агрофову. Уровень агрофоиа в валччве растительного покрова обеспечивают в веодвваговой мере функционирование ввт-рогепазного комплекса.

Закономерность биотрансформации целлюлозы в опагло-каятаиових почвах и ее влияние на продуктивность

Технология возделывания сельскохозяйственных растений оказывает неоднозначное влияние на таксономическую отруктуру целлц-лозоразлагавщих микроорганизмов. В черном паре наблюдается достаточно узкий диапазон таксономической структуры цоллблСзоразлагающих микробов. Здесь в основном доминирует бактерии, ь частности 0е11?1Ъг1о« Бессменное возделывание озимой пшеницы способствовало интенсивному развитие в основной микромицетов (того-theol.ua , Уиваг1иа , ПМгория, АорегеШио, Риа1о1111ша). Севооборот способствует развитие сообществ целлюлозоразлогаедих мзк-роорганнзиов, в котором Доминирует бактории рода Оу1о£^в£и, врогооу^рЬава , Аогшз£1ца . Часто встречается представители рода 01овЪг1(и.ша . Интересно отметать, что представители рода 091-1и1овопш) встречались главным образом под озимой паеаицеЯ ь севообороте.

Результаты исследований показали, что стимулирующее действие целлвлозы и ооломы на несимбиотическуо азотфимацио в значительной отепеыи зависит от массы и вида целлслозы и соломы. При внесении 0,5$ ооломы азотфяксирувдая активность увеличивается в несколько раз по сравнение о контролем. Более заметное увеличение азотфикеврувдей активности почвы наблвдаетоя при внесения в почву 2? соломы.

Следовательно, внесение в почву растительного материала богатого высокомолекулярными полимерами является одной аз биоих-яодогичевклх направленно на интеяоификацве фяксавия азота агко-оферн, в конечном итоге, на повыаение его плодородия.

В И В 0 | Н

I. Технология возделывания оельокохоэявотаенинх культур оказывает регулврувдее влияние на часленвооть в заметные яакевв-иая в хакоовомичеоком составе аммояифицярувчи* бацилл, автияетг-«ет, микроскопических грабов, олнгояитрофил, денатрнфяцирутцих, цаллвлозоразлагаецих, овободнояявудвх я ассоциативных дяазотро-фов.

2. Под беебмешиш посевом оэямоВ пненицы отмечены изменения > мдоввВ структуре комплекса почвенных микроорганизмов. По мере увеличена срока бессменного возделыванвя аз аэробных а анаэроб-вях бациллярных форм микроорганизмов сохраняются в основном ео-ответственно - Bao.apooidas , Bao.idoeua , Q.aporogeaee , O.bi-fexaeataa , 0.aoetobutyllcu* , уменьиается численность Вао.оимп-teriua , Bao.aUbtiUe , O.butyliouB , O.velohli , близко к не- ' чевновеняв Вао.оегвия , Bao.Tirguiue , O.pastnrianw * O.tMij«--rinokli.

3. Севооборот о разными степеням насыщенности зервовымя культурами вызывает веодянаковув реахцив в развитие биологячео-хих процессов в почве. Биологическая активность светло-кантано-воВ почвы (накопление биомассы микроорганизмов, биологические фиксация азота атмосферы, содержание AM) наиболее высокая при насыщенности севооборота на 71,4*, ваименьяая - 57* в 86*.

4. Технология возделывания сельскохозяйственных растени! оказывает веодноэвачвое влияние на тахсономвчеохув структуру целлвлозолвтвческой микрофлоры почвы. Бесомевное возделывание озимой пшеницы способствовало интевсввному развитие в основном микромицетов ( Fealcllliua, Aepergillue, Bhisopua, Tueaxlua ). Севооборот способствует более широкому диапазону таксономического ооотава целлюлозоразлагащих микроорганизмов (Oytopbada Вр., Sorangiua 8р. t Cellulosaonaa Sp. , Clostridium вр. , Tricboder-■а).

5. Изучена нитрогеназная активность почвы в микробных культур» выделенных шз светло-каштановых почв, при различных способах возделывания сельскохозяйственных культур. Азотфикоирувщий генофонд более разнообразен в севообороте я обладает высокой азотфякоарувцей активностью, чем в бессменном посеве.

6. Впервые выявлен характер изменений Alt в севообороте в 'бвссмевпом посеве-оэимой певицы в установлен четкий параллелизм ииду синтезом Alt в почве, развятвем двазотрофов в функциоввро-ваваеы витрогеназного комплекса.

7. Действия целлюлозы я соломы ва продуктивность биологической фвксацяи азота атмосферы показали, что накопление биологического азота в светло-кантановых почвах пряно пропорциональ-ео массе вносимой целлвлога и соломы в почву.

8. Выявленная исследованиями возмохность целенаправленно

девствовать и изменять таксономическую структуру я интенсивное« почвенных микробиологических процессов, указывает на необходимость использовать агротехнологнчеокве прнены (чередование культур в севообороте с оптимальной насыденностьп, обеспечение почва ' природными высокомолекулярными полимерами) при подборе твхноло- , гня возделывания сельскохозяйственных культур.

Практические рекомендации

Сравнительное изучение микробиоценоза и микробиологических процессов в почве под бессменным посевом и в изученном 7-ми Поль-ном зерновом севообороте дало возможность научно обосновать подбор и чередование культур с учетом биологических свойств почв п особенностей возделывания сельскохозяйственных культур. Научные результаты напих исследований позволят разработать практические рекомендации по воспроизводству плодородия оввтло-каштаноЕнх почв.

Список работ опубликованных по теме диссертации:

1. Шпсрофлора .корневой зоны сельскохозяйственных культур, выраченннх в севооборота и бессменно' на светло-каитанових почвах Нагорной Еирвани Я Тезисы докладов 1У конференции молодых ученых. тПуцяно.-1989 (со авт. Г.С.Касимова).

2. Азотфиксируюадя активность корневой састейа сельскохозяйственных культур, выраценной бессменно и в севообороте, Тезисы докладов Закавказ. копф. молодых учетах я специалистов па теиу: Интенсификация агропрошшленного производства па оовре-ыенноц этапе .-Баку.-1969.

3. Активность азотфяксацип в условиях необеспеченности богары светло-заштановых почв при вырацивании с.-х. культур и влияние на нее удобрений //Тезисы докладов Закавказ. конф. колодах ученых и специалистов ка тому» Интенсификация агропраота-лонного производства яа совреиепном зтапа «-Баку»-1989.

4. Влияние сйльскохозяйстветпа культур, внрацешшх в севообороте и бессменно, на развитие микроскопических грибов- // Вестник сельскохозяйственной науки,-Баку.-1990 (соавт. Г.С.Касп-ыова).

5. Влмкив раэдвчяпс xyxitjrp, вврадявкнх в оввооборогс ■ бессиввиои воевав, ва ивгрогвназяув аммнооть, чяолвииооп охо-etridlua в AftotobaoUr. ¡/ 7« 9 я ou доыедов Всввовэвого соведа-нвя на sevyi ПроСдеыа ааота в внтевояввом земледелии . - Вово-ОЯ0НРОК.-1990, ( омят. Г .С.Касс эа).