Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ"

А-зшц

На правах рукописи

лмг

Шведуа-Ирина Евгеньевна

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ

Специальность 06.01.01 —общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 2000

Работа выпочнена на кафедре общего земпедепия и методики опытного депа и кафедре микробиологии Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Научный руководитель - академик Р\С\Н, доктор сельскохозяйственных на\к, профессор Л П.Пупонит

На\чныи консультант - доктор биологических налк, профессор В.Т.Емцев.

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных на\к, профессор, заведующий отделом земледелия н лгро жологни ВНПНагроинформ- Саранин К.И.,

кандидат сельскохозяйственных на>к, доиент кафедры технологии производства растениеводства МГ\У - Раскутнн О.

Ведущая организация - Всероссийский нахчно-нсследователъскнй институт хдобреннн и агропочвоведення (BII) \)

Зашита состоится в заседании

диссертационного совета К 120 35 07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева

Адрес 1275*0 Москва И-550 \т Тимирязевская 44 Ученый совет

МСХА

С диссертацией можно ознакомиться и 1 1,Б МСХА

Автореферат разостан¿¿¿¿Г' v

Ученый секретарь Диссертационного совета п.-

кандидат сельскохозяйственных 'У

tim i "

'ГГ.Тазпна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность . проблемы. Как известно, интенсивная . система сельскохозяйственного производства с широким использованием минеральных удобрений, химических средств зашиты растений, различных препаратов, добавок и стимуляторов роста на базе высокопроизводительной техники, используемой для обработки почвы, сопровождается не только резким ростом производства сельскохозяйственной продукции, а при различных приемах вызывает ряд негативных явлений в сельском хозяйстве. Интенсивная обработка и использование земель, в том числе под высокорентабельными монокультурами культурами, привели к снижению продуктивности почвы, а широкое применение больших доз минеральных удобрений, и пестицидов привело, во многих случаях к опасному загрязнению окружающей среды нитратами, ядохимикатами, тяжелыми . металлами, снижению качества получаемой продукции. Подобные явления вызвали потребностьчв новых технологиях земледелия, основанных на более эффективных, экономичных и, в тоже время, экологически безопасных приемах обработки почвы, повышения урожайности и улучшения качества сельскохозяйственной продукции.

Цель II задачи исследований. Основной целью исследований была оценка многолетнего влияния разных систем механической обработки и удобрений на биологические показатели плодородия дерново-подзолистой легко- и среднесуглинистой почвы и урожайность полевых культур в Центральном районе Нечерноземной зоны Росси.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие

1. Установить закономерности изменений количественного и качественного ' состава почвенных микроорганизмов под воздействием разных систем

обработки и удобрений дерново-подзолистой почвы.

2. Определить характер распределения тяжелых металлов и других токсичных вешеств в почве, как одного из биологических показателей уровня ее плодородия, при многолетнем применении разных систем обработки, известкования и удобрений..

3. Оценить влияние разных систем обработки почвы на урожайность полевых

Научная ■ новизна. Установлена зависимость урожайности сельскохозяйственных культур и биологической активности дерново-подзолистой легкосуглинистой и среднесуглинистой почв от различных способов обработки почвы, рассчитано уравнение регрессии описывающее эту зависимость. Выявлены изменения биологических свойств почвы под влиянием многолетнего применения разных систем обработки, удобрений и известкования. < ~

задачи:

культур.

.т

ЦЕНТРАЛЬНАЯ

Научная библиотека

Моек, соль::;-охоз академии им. К. А. I ьмираевва ^

Установлено что разные способы обработки в разных опытах способствуют улучшению ушкробиологическои активности дерново-подзолистой почвы

Практическая ценность н реализация результатов исследовании. Для разных групп микроорганизмов рекомендуются разные способы обработки В производственных шлях для развития микроорганизмов используюших органические формы азота рекомендуется применение на легкосуглинистых дерново-подзолистых почвах сочетания вспашки на 23 2^см и трехъяр\снои обработки на 38 40см, а на среднесуглинистых почвах - трехъярусной и отвальной с фрезерованием На дерново-подзолистои легкосуглинистои почве наиболее интенсивное развитие микроорганизмов использующих минеральные формы азота получили при отвальной вспашке на 23 25см а на среднесуглинистой почве наиболее благоприятные условия для развития данной группы микроорганизмов была фрезерно-минимальная обработка Наиболее интенсивное развитие акгиномииетов, как на легко-, гак и на среднесхпинистых почвах можно прогнозировать на вспашке на 23 25см и трехъярусной обработке на 38 40см и фрезерно минимальной обработке На дерново-подзолистой почве наиболее интенсивное развитие спорообразуюших бактерий нужно ожидать при системе отвальной вспашки а на дерново-подзолистои среднесуглинистои почве наиболее интенсивное развитие данной группы микроорганизмов стожилось по системе фрезерно-минимальнои обработки Наиболее интенсивному развитию цехполозоразлагающих бактерии на легкосу глинистой почве способствует отвальная вспашка на 23 25см а для среднесупииистон почвы наиболее благоприятные условия складываются на трехъярусной и отвальной с фрезерованием обработке дерново-подзолистои почвы Наиболее благоприятные условия создаются при увеличении пахотного слоя с обязательной заправкой его органическими и минеральными удобрениями на фоне известкования на обоих типах дерново-подзолистых почв Апробация работы. Результаты исследовании доложены и получили положительную опенку на научно-техническом совещании кафедры земледелия и методики опытного дела и научно-исследовательского отдела разработки систем земледелия и животноводства МСХА

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в соавторстве

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста и содержит 24 таблицы 9 рисунков Состоит из введения, 5 глав выводов и рекомендации производству Список литературы включает 262 наименования в том числе 77 работ иностранных авторов

Автор выражает искреннюю благодарность за помощь при выполнении диссертационной работы научному руководителю - академику Российской академии сельскохозяйственных наук доктору сельскохозяйственных наук профессору !а и гк понину! академику Российской академии

сельскохозяйственных на\к доктору сельскохозяйственных на\к И П Макарову

научному консультанту - академик)' РАЕН, доктору биологических наук, профессору В.Т.Емцеву, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, заслуженному деятелю науки Лошакову В.Г., доктору сельскохозяйственных наук, профессору Баздыреву Г.И., доктору сельскохозяйственных наук, профессору Захаренко A.B., доктору биологических наук, профессору Шильниковой В.К., доктору биологических наук, профессору Ницце П.К., кандидату сельскохозяйственных наук, профессору Сафонову А.Ф., кандидату сельскохозяйственных наук, профессору Туликову A.M., доцентам кафедры земледелия и методики опытного дела Манолию Г.Г., Зотову Л.И., Усманову P.P., Васильеву И.П., Рассадину А.Я., Цвирко Э.А., Платонову И.Г.. Хохлову Н.Ф., Манжосову В.П., заведующей кафедрой микробиологии, кандидату биологических наук, Ваньковой А.А, старшему научному сотруднику кафедры земледелия Алпатовой И.Н., старшим научным сотрудникам кафедры микробиологии Брук М.Е., Селицкой О., ученому секретарю диссертационного Совета Тазиной Н.Г., заведующей отделом аспирантуры МСХА Фоминой М.В., а также сотрудникам лаборатории растениеводства учхоза "Михайловское" Московской области, кафедры земледелия и методики опытного дела и кафедры микробиологии МСХА за практические советы и помощь при выполнении научно-исследовательской работы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Программа и условия проведения исследований.

Схемы и методика опытов. Исследования проводили в 1991... 1993 гг. на опытном поле лаборатории растениеводства Московской сельскохозяйственной академии имени К.А.Тимирязева и на опытном поле лаборатории земледелия научно-исследовательского отдела разработки . систем земледелия и животноводства МСХА (Московская область. Подольский район, учхоз "Михайловское").

Двухфакторный полевой стационарный опыт 2X9 был заложен в 1956 году на опытном поле лаборатории растениеводства МСХА профессором В.В.Гриценко. -

Фактор А. 1. Без известкования 2. Известкование.

Фактор В. Система обработки почвы (условное название) и удобрения.

1. Вспашка на 23...25 см, без удобрений;

2. Вспашка на 23...25 см, NPK;

3. Вспашка на 23...25 см, NPK +навоз;

4. Вспашка на 23...25 см, навоз; _ . .

5. Вспашка на 23...25 см, 1,5 NPK+1,5 навоза;

6. Дискование на 10... 12 см, NPK;

7. Сочетание вспашки на 23...25 см и трехъярусной обработки на 38...40 см (условное название - трехъярусная) один раз в 5 лет, без удобрений;

8 Сочетание вспашки на 23 2^ см и трехъярусной обработки на 38 40 см, ЫРК. - навоз

9 Сочетание вспашки на 23 2г см и трехъярусной обработки на 38 40 см, 1.5ЫРК 1 5навоза

Обработка почвы в вариантах 1 2 3 4 •> б (по фактору В) была постоянной с 1456 гола В вариантах 7 8 9 (по фактору В) до 1976 года ежегодно проводили вспашку плугом с почвоупубитетем на 38 40см (23 25 су1 - 15 см) осенью 1976 1981, 1987 |992 гг - трехъярусную обработку в остальные годы - вспашку на 23 25см Нормы минеральных удобрении составляли до 1976 г N 1РчК„< с 1977 г-Ы| ,Р К, , Навоз в соответств\юших вариантах вносили из расчета ЗОт/га в одинарную норму и 45т/га - в поч\торную (1 раз в 5 лет) В течение вегетационного периода (1956 1992 гг ) возле ты вал и различные группы культур озимые зерновые (рожь, пшеница) яровые зерновые (ячмень, овес) пропашные (картофель кукуруза) многолетние травы однолетние травы Опыт заложен в трехкратной повторности методом расщепленных делянок Учетная площадь одной депянки первого порядка (фактор А) составила 600 м , второго (фактор В) - 50 м Исследования выполняли в следующих вариантах по фактору А - без известкования, известкование по фактору В система обработки почвы (чсловное название) и удобрения - 1, 2 4 6 7, 8 В 1991 1992 году высевали ячмень сорта Зазерский

Почва опытного участка дерново-подзолистая чегкосупинистая старопахотная Перед закладкой опыта пахотный стой имет мощность 20 24 см, подзолистый горизонт - 8 сч (И П Гречин, |9^) Агрохимическая характеристика представлена в табпице 1

Трехфакторнын полевой опыт 9 \ 7 х 2 Длитепьныи полевой трехфакгорный стационарный опыт был заложен осенью 1969 года методом растепленных детянок на опытном поле лаборатории земледелия нлучно-исследовательского отдела разработки систем земледелия и животноводства (Московская область Подольский район учхоз Михайловское ) профессором Б А Доспеховым Исследования проводили в 1992 1993 гг

Фактор А. Система обработки почвы (условное название)

1 Отвальная (контроль)

2 Комбинированная

3 Фрезерная минимальная

4 Фрезерная интенсивная

5 Отвальная с фрезерованием

6 Отвальная с дискованием

7 Чизельная с фрезерованием

8 Трехъярусная и отвальная с фрезерованием (по фон\ навоза),

9 Трехъярусная и отвальная с фрезерованием (по фону без навоза)

Таблица 1

Агрохимическая характеристика пахотного (0...20 см) слоя дерново-подзолистой легкосуглинистон почвы, 1991 г.

Система обработки почвы (условное название) и удобрений Гумус, % : рН волн. рНкп. Р:05 К:0 Нг, Мг- экв/ЮОг

Мг/100г почвы

Без известкования

- Бет удобрений 1,97 6,58 5,70 22,50 9,70 1,64

Вспашка на 23.. 25 см КРК 2,08 6,02 5,08 24,20 13,84 2,48

Навоз 1,93 5,60 5,35 21,45 10,95 2,09

Сочетание вспашки на 23,. 25 см и Без удобрений 1,99 . 6,04 5,38 22,80 8,48 1,96

трехъярусной обработки на 38 . 40 см КП'ЬС + навоз 2,30 6,22 5,32 24,80 12,42 2,08

Дискование на 10 ..12 см ЫРК 2,20 6,43 5,88 25,90 8,00 2,58

111вес1 кование

Бе)удобрений 2,08 7 22 6,54 28,20 5,54. 0,98

Вспашка на 23...25 см \РК 2,20 6,68 5,86 28,46 14,14 1,27 ,

Навоз 2,48 7,04 6,33 26,80 7,63 1,00

Сочемние вспашки на 23 25 см и Бе!удобрений 1,84 7 22 6,43 23,70 6,44. 0,68

трехъярусной обрабожн на 38 . 40 см №К < навоз 2,00 7,08 6,30 26,25 8,80 - 0,80

Дискование на 10 ..12 см 2,20 6,70 5,00 26,70 9,12 0,68

Фактор В. Система удобрении Без удобрении

1 ЫРК

2 2ЫРК

3 Сочоча бт + 2 ИРК

4 Навоз 15т + 2ЫРК

5 Навоз 30 т - Л №К

6 Навоз 30 т 1- 3 ЫРК

Фактор С. Чизетевание

1 Без чизелевания

2 Чизелевание

Исследования выполняли в следующих вариантах систем обработки

почвы

1 Отвальная, (без удобрений)

2 Фрезерная минимальная

3 Трехъярусная и отвальная с фрезерованием (по фону без навоза) (условное название - трехъярусная),

и в стедуюших вариантах систем удобрения 1 Без удобрений

2 2ЫРК (за 24 года опыта N - 105 4 кг д в /га Р 101 2 кг д в /га К-40 8 кг д в /га)

3 2ИРК 15 т навоза (внесение навоза проводилось под парозанимающую культуру и картофель ежегодно в среднем за 24 года опыта - 13 5 т/га, N=103,3 кг д в/га Р-103,7 кг д в/га К-87,5 кг д в/га)

Образцы отбирались со второго повторения в слоях 0 10 и 10 20 см по фону известкования без чизелевания В 1992 году высевали овес сорта Гамбо в 19^3 году горохо-овсяную смесь Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы опытного участка представлена в таблице 2

Условия проведения полевых опытов. Почва опытного участка на которой был расположен стационарный опыт 2X9 дерново-подзолистая по гранулометрическому составу легкосуглинистая, старопахотная Почва опытного участка на котором был расположен стационарный опыт 9X7X2 дерново-подзолистая, по грану тометрическому составу среднесу глинистая

Метеорологические \словия. Годы проведения исследований по температуре, выпадению и распределению осадков значительно различались между собой Лето 1991 года выдалось дождливым Температура возд\ха существенно не отличалась от ^реднемноготетнеи температуры Обилие осадков и тепла вызвало полегание ячменя Лето 1992 года было теплым и сухим Осадков выпало меньше половины нормы (41 6° о) Незначительное выпадение осадков (до 5мм в сутки) высокая температура воздуха, все это вместе взятое способствовало быстрому уменьшению запасов

Таблица 2

Агрохимическая характеристика пахотного (0...20 см) слоя дерново-подзолистой среднесуглиннстой почвы 1а 1992 (овес) м 1993 (горохо-овсяная смесь) годы

Фактор А. Система обработки почвы (условное название) Фактор В. Удобрения Гумус по Тюрину, % рн водн. NO;.°¿ . К;0 ПО Пейве, мг/100г почвы

1992 год

Без удобрений 0.91 7.00 3.50 4,50

Отвальная(контроль) . 2 ОТК 0.87 6.S0 3.20 4.20

2 ОТК+ навоз • 1.15 6.90 3.20 4.00

Без удобрений 0.86 • 6.70 3.50 5.10

Трехъярусная и отвальная с фрезерованием 2 ЫРК 1,11 6.50 3.40 4.00

2 ЫРК+ навоз 1,25 6.90 3.20 3,80

Без удобрений 0,70 6.60 3.70 ■ 5.10

Фрезерная минимальная 2№К 0.79 \ 6.50 2.90 ' 4.00

2 ?<РК+ навоз 1.09 6,80 3.20 4,10

,1993 год •

Без удобрений 0.91 6.80 ■ 3.40 4.40

Отвальная(контроль) 2 ^К 0.87 6.60 3.30 3.80

2 \'РК+ навоз ' Г, 15 6,70 3,30 3,60

Без удобрений 0,86 6.80 ■ 3.60 . .: 5.00

Трехъярусная и отвальная с фрезерованием 2ЫРК 1.11 6,80 3,30 4.20

2 ЫРК+ навоз 1.25 - 6.90 зло 3.60

Без удобрений . .0,70 6.30 3.50, 4.60

Фрезерная минимальная 2ЫРК 0.79 6.50 3.20 4.00

2 \PK-h навоз 1.09 6.60 3,30 ' 3,90

почвенной влаги Недостаток впаги задерживал рост ячменя и овса Лето 1993 года было прохладным и дождливым Вегетационный периол 1993 Года оказался благоприятным для горохо овсянои смеси (рис 1 и 2)

ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕН БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОИ ПОЧВЫ В { ЧВИСИМОСТИ о г ИЗВЕСТКОВАНИЯ, С ИС ГЕМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И

■ОДОБРЕНИИ

В современных условиях решающее значение в регулировании биогенном активности дерново-подзолистых почв оказывают такие факторы как севооборот система обработки и удобрения кислотность почвы и другие От складывающегося группового и видового составл почвенной микрофлоры его активности зависят интенсивность и направленность процессов трансформации органических и минеральных соединении а в конечном итоге уровень >ффектнвного плодородия почв

Установление закономерностей изменения биологической активности дерново-подзолистои почвы в зависимости от рпных систем ее обработки и удобрения кислотности позволит управлять численностью и активностью микроорганизмов что в конечном итоге скажется на плодородии почвы и урожайности возделываемых клльт\р

Важную роль в активности микроорганизмов использующих органические формы азота играет содержание органического вещества в почве степень ее минерализации ее влажность и другие факторы

Микроорганизмы, пспользмощпс органические формы азота В результате проведенных исследовании на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в среднем п |Ч91 1942 гг периодическая трехъярусная обработка на пуоин\ 30 40 см на фоне органических и минеральных удобрении оказывает положительное влияние на развитие данной группы микроорганизмов

На дерново-подзолистои среднесх глинистой почве наиболее интенсивное развитие микроорганизмов использующих органические формы азота отмечали при системе трехъярусной и отвальной с фрезерованием обработки на фоне органических и минеральных удобрении

Спороооразлюшпе бактерии Изучение динамики численности спорообразуюших бактерии учитывлемых на среде МПА-сусло на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в течение 1991 |992 гг не позволило выявить существенных различии между изучаемыми вариантаущ

В целом за 1992 1993 гг изучение последействия известкования и влияния р иных систем обработки и у лобрсния дсрново-подзолистои

.'С

Э Сумма «салм» (мм). 1991

-Средняя температура вои>\а (<\')1 1991 г.

ШШС)мма«>са.т«>«(мм). 1942 г. -КЭ—Срслнм температура втлуха {(.'). 1992 ».

3 Сумма реа/оммИмм), срслняя мжишетпяя -Средняя многолетня* температура, иотдуха (1)

РисЛ. Метеорологические условия вегетационных периодов 1991..Л992 гг. (Опытное поле, МСХА)

( . ,1.К)ша и(мм{ IV у 2 • ШШ Сумма к * {» ч» 1 С333(.)ммд к.«ик о (мм) «я м и 10 и I я»

С (ч,» яя ?еч 1ераг>ра & пуха Л) 194* —О— (р<. и яя км кра )ри ь П)»а I —I рср «ям« с яя п ч сра )ри в » )

Рнс.2. ,\1с1сороло1 II чес кие условия нет анионных периодов 1992... 1993 п. (Московский

обл, Учхок "Михлиловское")

среднесуглинистои почвы позволяет предполагать что наиболее благоприятные условия для развития спорообразмощих бактерии создаются при системе минерального питания по трехъярхснои и фрезерно-минимальнои системах обработки И5весткование дерново-подзолистой почвы снижает интенсивность развития данной группы оактерий

Микроорганизмы, псполымощие минеральные формы азота. В 1991 1992 гг активное развитие данной группы микроорганизмов на дерново-подзолистои тегкосУ! линистои почве ироявилоссь по системе трехъярусной обработки с внесением органических и минеральных удобрении

В 1492 1993 гг на дерново-подзолистой среднесупинистой почве наиболее интенсивное развитие микроорганизмов использующих минеральные формы азота было отмечено при системе фрезерно-чинимальнои обработки нл фоне органических и минеральных удобрений

\ктином1шеты. В 1991 1992 гг известкование дерново-подзо шетои легкосуглиниетои почвы способствовало снижению численности акгиномииетов Повышение интенсивности развития актиномипетов в пот период отме галось при системе трехъярусной обработки и внесении органических и минеральных удобрений

В 1992 1993 гг наиболее интенсивное развитие актиномипетов бы то отмечено при системах трехъярусной- и фрезерной минимальном обработки на фоне органических и минеральных удобрений

Целлгалозордзлагающне бактерии В среднем за 1991 1992 гг наиболее о ыгоприятные усювия для развития цехлюлозоразлагаюших бактерии на дерново-подзолистои легкосуглиниетои почве создавались при системе отвальной вспашки на фоне известкования и внесения минеральных удобрении

В 1992 [993 гг , наиболее благоприятные условия длл роста численности иепюлозоразпгаюишх бактерий на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве складываются при системе трехъярусной обраоотки и внесении органических и минеральных удобрении

Микроскопические грибы В 1991 1992 гг в пахотном слое дерново-подзолистои легкосуглинистой почвы наиболее благоприятные условия для развития микроскопических грибов складывались при системе отвальной вспашки на фоне применения навоза и извести

В 1992 1993 гг наиболее интенсивное развитие микроскопических грибов на дерново подзолистой среднесуглинистой почве фиксировали при системе трехъярусной обработки на фоне минеральных удобрении а так же совместного внесения органических н минеральных удобрении

Дютфпкснруюшая активность почвы. В целом за 19Ч| |9с>2 год исследовании наиболее благоприятные условия для актуальной нитрогеназнои активности на 1ерново-подзолистои легкосуглиниетои почве создавались при системе трехъяруснои обработки почвы и внесении органических н минеральных % лобрении

В среднем за 1991.... |992 гг. исследований, потенциальная нитрогеназная активность на фоне периодического внесения извести была на 26°о выше, чем х на делянках без- известкования. Аналогично актуальной нитрогеназной активности, наиболее высокая потенциальная нитрогеназная активность отмечена в вариантах, где проводилась глубокая трехъярусная обработка почвы в сочетании с органическими и минеральными удобрениями

В среднем, за 1992... 1993 гг. исследований, наиболее высокая актуальная нитрогеназная активность пахотного (0...20 см) слоя дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы была отмечена в вариантах с системами трехъярусной и фрезерной минимальной обработки почвы на фоне с внесением органических и минеральных удобрений.

Исследование потенциальной нитрогеназной активности выявило те же тенденции, что и при изучении актуальной нитрогеназной активности. В среднем за 1992... 1993 гг. наиболее оптимальные условия для прохождения процессов фиксации атмосферного азота складывались при системах трехъярусной и фрезерной минимальной обработки почвы при совместном внесении органических и минеральных удобрений. Более эффективное влияние минеральных удобрений отмечено при их внесении под трехъярусную обработку. Отказ от внесения удобрений (без удобрений) сглаживает различия между изучаемыми системами обработки почвы по их влиянию на потенциальную нитрогеназную активность.' г

Как свидетельствуют полученные данные, нитрогеназная активность дерново-подзолистой легко- и. среднесуглинистой почв зависит от их кислотности, мощности обрабатываемого слоя и количества поступающего в почву органического вещества. Поэтому для усиления процессов фиксации атмосферного азота необходимо сочетать их известкование с приемами углубления пахотного слоя при обязательном внесении органических и минеральных удобрений. .

СОДЕРЖАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ДЕРНОВО-

ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИЗВЕСТКОВАНИЯ, ОБРАБОТКИ И УДОБРЕНИЙ

Большинство соединений тяжелых металлов аккумулируется в гумусовом горизонте. Металлы вовлекаются в биологический круговорот, передаются по цепям питания и вызывают целый ряд заболеваний у животных и человека. При высоких концентрациях губительно влияют на растения, понижают биологическую активность почв. Ртуть, свинец, кадмий хорошо сорбируются в верхних сантиметрах перегнойного аккумулятивного горизонта разных типов почв имеющих суглинистый состав.

"" Нам представлялось интересным и важным проследить накопление и распределение тяжелых металлов в почве опытного поля МСХА за 35-летний период (табл. 3).

TJP mil i »

Содер/клине тя-келы\ четллов, хрома и иронпин (чпкг почвы) в герново-iiouo шстик «л кос\ г iiiHiiCKiii почве на J^-u го i опыгд ( l')l)li 1

Системп обр 160TK11 почвы (\с1овпое н iminiiel и ллоирешш

I юн

ПОЧВЫ k UMI11I ( апнеи Ними см

bel н1вестков1ния | I | il I > f> 2 t

Вспашка на 23 2' см

С о игтанпе вспашки на I 2} vm и

трехъярусной оораоотки н| 8 4Псм

Д «.кование на 10 12 см

Вспашка н-i 2j c\i

Со 1етанне вспашки на :

гре\ъяр\снои paLHirMi на >S 40 iM

Дисковише на 10 12 см \Рк

10 20 о 2J 12 S ; - 4 4 1 *•

Без 2<i i 0 IS 11 s 2 . c II

\ it pc Mil II -.! Il 2 '4 ; 4 s 14

, 1 ' >21 12 ^ 2 i> 4 l I 4

1 i 2o 0 | 1 | i - i 1 ,

\pk 20 0 0 1 l 1 1 - ; - - 12

I 411 Il 1 1 1 t 2 r 4 4 1 "

) 10 Il 24 1 . о 2 r^ 1 '

bej m 20 i 22 1 t ) 1 4

\доореннп 20 0 о Г 11 S 2 4 • 1 1 1 <

t> 40 о "l4 14 > : : 2 1

> 10 i 22 1-2 2 ^ » 1 4 "

V DV 10 20 о 24 li> t. 2 о 4

> rN 20 il 11 -J 2 4 2 i-

0 40 о 21 1 t i 4 J 1 "

IheecTKoe unie

и 10 0 21 2 4 4 > 14

Gel 1 n 20 о ;i\ 12 2 1 4 ■ 1

хлооренпи 20 .0 0 IS 11 I 1 x 4 1 1 2

о 40 о 24 14 к 2 s -

0 10 0 10 12 " 2 ^ 4 ç> .4 i

\Pk Ю 20 0 20 12 ~ 2 ^ 4 î 1 '

20 0 4 1 > 11 1 2 4 2 12 2

0 40 о 2" 2 ) v 1 1- ь

и 10 il 18 1 4 4 ç 4 14 4

Bej M) 20 о 2n 12 s 1 S. < 1 1

\ ааоренш! 20 ,0 и 1 > 12 X 1 ) 4 " 1 i>

0 40 о 1 i 11 - : 4 - 1 l

a l'I о 20 12 2 2 1 4 > 12 1

\Pk 1 ) 20 0 IS 11 ~ 11 4 2 1 4 - 1 2

20 .0 о r 2 о 4 о 1 4

0 40 il 2 14 2 2 о s < |t 1

\pt м С rt m ni i

1 1

За 35-летний период проведения исследовании периодическое известкование дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы способствовало снижению содержания кадмия в слое 0...10 см в среднем по всем системам обработки почвы и фонам удобрений на 17% и варьировала от 10 до 30° о по разным системам обработки. Наиболее высокое содержание кадмия отмечалось по вспашке и трехъярусной обработке по фону без удобрений. При внесении извести наибольшее содержание кадмия отмечали по дискованию. В слое 10...20 см на фоне без известкования наиболее высокое содержание кадмия обнаружено в вариантах с дискованием в сочетании с ЫРК и трехъярусной обработкой без удобрений. По фону известкования существенных различий в содержании кадмия по разным системам обработки не обнаружено.

Имелась тенденция снижения содержания кадмия по дискованию по фону ЫРК. В слое 20...30 см по фону без извести наибольшее содержание кадмия отмечено в варианте со вспашкой по фону ЫРК, а по фону извести - при трехъярусной обработке без удобрений и вспашке + ЫРК. В слое 30...40 см наибольшее содержание кадмия отмечено по фону известкования по системе трехъярусной обработки без удобрений. В среднем, в слое 0...40 см, наибольшее содержание кадмия было по фону без извести при трехъярусной обработке и вспашке без удобрений, наименьшее - при внесении извести по трехъярусной обработке без удобрений. п

Таким образом, периодическое известкование дерново-подзолистых легкосуглинистых почв способствует снижению содержания кадмия во всех обрабатываемых слоях почвы.

По содержанию свинца в слое 0...10 см по фону без извести наиболее благоприятные условия складывались при вспашке по фону ЫРК, а при внесении извести - по дискованию по фону ЫРК. Наиболее высокое содержание свинца отмечено по фону извести по дискованию + ЫРК, трехъярусной обработке и вспашке без удобрений. В слое 10...20 см наибольшее содержание свинца так же отмечено по фону без известкования при системе дискование + ЫРК, а наименьшее - при вспашке + Ы£К. В слое 20...30 см содержание свинца на фоне без извести не зависело от системы обработки почвы и минеральных удобрений. Наблюдалась тенденция повышения содержания свинца по фону известкования по трехъярусной обработке с ЫРК. В слое 30...40 см наименьшее содержание свинца по фону извести отмечено при трехъярусной обработке без удобрений. По остальным изучаемым в опыте факторам существенных различий не отмечено. На фоне без применения извести наибольшее содержание свинца обнаружено по дискованию с ЫРК, а наименьшее по вспашке + ЫРК. Внесение извести приводит к одинаковому содержанию свинца по всем системам обработки и фонам удобрений.

Таким образом, внесение извести способствует накоплению' свиниа в нижних слоях почвы (30...40 см) за исключением трехъярусной обработки, где глубина обработки равна 40 см.

Наименьшее содержание никеля в слое 0...10 см отмечалось на фоне известкования при дисковании + ЫРК, наибольшее содержание на фоне без

извести по вспашке ЫРК В слое 10 20 см наименьшее содержание никеля было обнару кено при внесении извести под трехъярусную обработку без удобрений наибольшее содержание никеля было обнаружено по той же обработке без известкования Внесение извести привело к резкому снижению содержания никеля в слое 20 30 су1 по всем изучаемым системам обработки почвы, за исключением вспашки с применением ЫРК По фону без известкования наибольшее содержание никеля отмечено по этой же системе обработки В слое 30 40 см в не зависимости от фона извести наименьшее содержание никеля было обнаружено при трехъярусной обработке почвы без удобрений а наибольшее содержание никеля отмечено при дисковании с ЫРК без извести и вспашке по извести и ЫРК В целом в слое 0 40 су! внесение извести способствовало тенденции снижения содержания никеля по всем изучаемым системам обработки и удобрении

Внесение извести способствовало незначительному увеличению содержания хрома в слое 0 10 см по всем системам за исключением дискования Наименьшее содержание хрома обнаружено по фону без извести по вспашке с ЫРК, наибольшее - по трехъярусной обработке без удобрений при внесении извести В слое 10 20 см по фону без извести наибольшее содержание хрома было зафиксировано по дискованию с ЫРК., наименьшее по вспашке с ЫРК По фону извести существенных различии по фонам обработки и удобрений не выявлено В слое 20 30 см по фону без извести существенных различий в содержании хрома по системам обработки н удобрений не выявлено однако известкование способствовало резкому увеличению содержания чрома по всем изучаемым систеУ1ам обработки особенно по трехъярусной обработке без удобрений и дискованию с ЫРК В слое 30 40 см по фону известкования наибольшее содержание хроУ1а отУ1ечено по трехъярусной обраоотке оез удобрений Внесение извести способствовало накоплению хрома по всеУ! системау) обработки кроме трехъярусной обработки где наблюдалось резкое снижение содержание чрома В среднем в слое 0 40 см внесение извести способствовало накоплению хрома по всем из\ чаемым системам и фонлу| питания

Изучение содержания стронция в дерново-подзолистои легкосуглинистои почве позволяет сделать заключение что внесение извести способствует его накоплению во всех изучаеушх слоях почвы Отказ от ежегодной вспашки в течение З"1 лет также способствует накоплению стронция в слое 0 40 су|

ДЕЙСТВИЕ ИЗВЕСТКОВАНИЯ, МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТА Р

При оценке степени плодородия дерново-подзолистой легкосхглинистои почвы (Опытное поле МСХА) учитывались вышеописанные группы У1икроорганнзУн>в гумус рН водного раствора рН^сь РО гидро штическая кислотность

Результаты проведенного . корреляционно-регрессионного анализа показали, что урожайность ячменя (табл. 4) в 1991 году прямо пропорционально определялась количеством микроскопических грибов в слое 10...20 см в июне месяце. В среднем за вегетационный период 1991 года урожайность ячменя

Таблица 4

Влияние систем обработки дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы н удобрений на урожайность ячменя (ц/га)

Система обработки почвы (условное название) н удобрений Ячмень,' 1991 г. Ячмень, 1992 г. В среднем за 1991. „1992 гг.

Без известкования

Без удобрений 17,5 3,3 10,4 . .

Вспашка на 23... 25 см МРК . ; 29,5 3,4 16,4

Навоз 20.3 5.3 12.8

Сочетание вспашки на 23...25 см и трехъярусной обработки на 38 . .40 см Без удобрений ЬГРК. + навоз 21,5 34.8 3,4 2,8 12.4 ' 18.8

Дискование на 10... 12 см МРК 25,3 2.0 13.6

Известкование

Без удобрений 16,3 3,3 9.8

Вспашка на 23.. 25 см ЫРК 31.8 3.5 17,6

Навоз 21,7 5.5 13.6

Сочетание вспашки на 23...25 см н трехъярусной обработки на 38..40 см Без удобрений ^К + навоз 20,8 25,6 2.8 ' 3,2 ' 11.8 14Л

Дискование на 10 12 см КРК 30.3 0.8 16.6

НСР„5=0,98

определялась , содержанием - К2О и микроорганизмами,; использующими органические формы азота в слое 0...20 см. ; „.

Проведенная множественная корреляция между урожайностью ячменя и вышеотмеченными показателями плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы показала тесную прямую корреляционную зависимость (11=0,78). ,

В условиях 1992 года урожайность ячменя на опытном сгшшш \4СЧА пвисела ог ушкробиологическои 1ктивности актиноушцетов (учитываемых на КАА) в августе У1есяце в слое О Юсу1

В среднехг за вегетационные периоды 144| 1442 годов (опытное попе МСХА) изу1енчивость урожайности ячменя швисела от микроорганизуюв использующих органические формы пзотл микроорганизмов испо гыуюших минеральные формы азота лсгинохишетов спорообразуюишх бактерии Остальные изучаемые группы микроорганизмов и агрохимические показатели плодородия почвы не оказывали влияния на изУ1енчивость урожайности ячменя Оценку степени плодородия дерново-подзолистои среднесуглинистои почвы (опытное поле у-ччоза Мнхаиловское 1 проводилась нами с учетом следующих показателей содержания гуупсз рН водного раствора N01 К>0 и вышеуказанными группауш ушкроорганизмов

Проведенный корреляционно-регрессионный анализ для определения зависимости урожайности овса (1442 г ) и горохо-овсянои смеси (1493 г ) (табл 51 от биологической активности разных слоев дерново-подзолистои среднесхглинистои почвы по месяцам в условиях опытного поля учхоза Мнхаиловское показал что ни одна из изучаех!ых групп микроорганизмов в 1992 году в слое почвы 0 10 су! не оказывала заметного существенного влияния на изменчивость урожайности овса Определяющее значение в изменчивости урожайности овса имело содержание микроорганизмов использующих минеральные формы азота в слое 10 20 см в июне месяце

В среднем за вегетационный период 1992 года изх1енчивость урожайности овса определялась содержанием гу\ivca подвижных фору! калия в пахотном (0 20см) слое почвы

Вышспсрс шсленные показатели на 1>3 °о определяли изменчивость урожая овса в среднем за 1992 год в слое 0 20 см

Урожаиность горохо овсяной сУ!еси в условиях 1493 года зависела от биологической активности хшкроскопических грибов и актиноушцетов в августе месяце в слое 0 10 см

Завнсиушеть изменчивости урожая горохо-овсяной сх!еси в слое 10 20 см определялось биологической активностью актиномицетов в июне и августе

В срелнем за вегетационным период 1493 годл установить определяющее влияние какого либо из изучаехшх признаков в изменчивости урожайности горохо-овсянои смеси не удалось

В среднем за вегетационные периоды 1492 1943 годов урожаиность культур (овса и горохо овсяной смеси) 5авнсела от содержания калия ушкроорганизмов использующих органические формы азота спорообразуюших бактерий ушкроорганизуюв исполыующих ушнеральные фору«ы азота актиномицетов иеллюлозоразлагаюших бактерий хшкроскопических грибов

Таблица 5

Влияние систем обработки дерново-подзолистой срсдиссуглинистой почвы н удобрении на урожайность полевых

культур ц/га

Фактор А. Система обработки почвы (условное название) Фактор В. Удобрения Культуры севооборота, годы В среднем за ротацию, ц к ед. на 1 га

Ячмень, 1991г. Овес, 1992г. Горохо-овсяная смесь (сено), 1993 г. Озимая пшеница, 1994г. Ячмень, 1995г. Кукуруза, (зеленая масса),. 1996г.

Бс| )добрснш1 14,3 4,8 57,8 25,3 8,8 143,0 19,9

Отвальная (контроль) 2МК 36,8 6,9 45,2 41,3 20,7 288,0 33,6

2 навоз 41,6 9,0 41,6 47,4 26,9 374,0 39,8

Без удобрений 14,6 4,3 50,3 20,1 9,0 167,0 19,0

Трехъярусная и отвальная с 2ЫРК 41,6 8,2 49,0 33,2 22,0 290,0 33,8

фрезерованием

2 навоз 46,6 8,7 45,9 41,0 28,3 474,0 • 43,4

Без удобрений 11,5 3,1 58,6 18,0 8,3 74,0 15,3

Фрезерная минимальная 2ЫРК 40,8 6,0 50,0 27,4 18,5 200,0 28,5

2 навоз 47,4 8,2 51,1 35,9 25,9 174,0 32,5

НСР„5=0,33

выводы-

1 Разные системы обработки дерново-подзолистои легко- и среднесуглинистои почвы и применение удобрений оказывают регулирующее влияние на численность почвенных микроорганизмов использующих органические и минеральные соединения азота иеллюлозоразлагаюших бактерий и микроскопических грибов а также биологическую активность

Биогенность дерново-подзолистои почвы в большей степени повышается при трехъярусной обработке и вспашке

2 Более благоприятные условия для развития микроорганизмов использующих органические формы азота как в легко- гак и среднесуглинистои дерново-подзолистои почве создаются при системе с периодическои трехъярусной обработкой и внесении органических и минеральных удобрении Последействие известкования легкос\глинистои почвы проявляется в сдерживании роста численности данной группы ушкроорганизмов

3 Микроорганизмы использующие минеральные форуш азота наиболее интенсивно развиваются в дерново подзолистой легкосх глинистом почве при сочетании вспашки на 23 25 су1 и трехъярусной обработки на 38 40 су1 и внесение ушнеральных и органических удобрении как по фону известкования так и по неизвесткованному фону а также при вспашке н 1 23 2^ су! с внесением минеральных удобрении (без известкования)

4 В пахотном слое дерново-подзолистой легкосуглинистои почвы наиболее интенсивно спорообразхтощие бактерии развиваются при всплшке в сочетании с уишеральными удобрениями без внесения извести

В дерново-подзолистои среднесуглинистои почве наиболее олагоприятные условия для развития спорообразующих бактерии складываются при систеч1е фрезерно-ушнимальной обработки на фоне 2ЫРК, а наименее - при системе отвальном обработки и применении органических и минеральных удобрении

* Более интенсивное развитие актиномицетов можно прогнозировать при системах трехъярусной и фрезерной ушнимапьной обработки как в легко-так и в среднесуглинистои дерново-подзолистои почве в сочетании с систеуюи органических и ушнеральных удобрении при системе отвальной обработки в сочетании с минеральными удобренияуш и внесением извести

6 Накопление и распределение тяжелых У1еталлов \poyia и стронция в дерново-подзолистои легкосуглинистои почве независимо от систем обработки почвы органических и ушнеральных и известковых удобрении не достигло м З^-тетнии период предельно допустимых концентраций

Периодическое известкование способствует снижению содержания кадмия и никеля в оораоатываеу!ых слоях почвы и увеличению как правило содержлния стронция Системы мехшическои обработки не оказывии существенного влияния на распределение химических веществ по с ючу! верхнем части (О 40 суп почвенного профиля

7. Увеличение мощности и плодородия пахотного слоя дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы при системе с условным названием трехъярусная и отвальная с фрезерованием при внесении навоза и минеральных удобрений, повышает биологическую активность почвы и обеспечивает наиболее высокую урожайность полевых культур в среднем за ротацию севооборота.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ И НАУКЕ

В Центральном районе Нечерноземной зоны Российской Федерации для сохранения почвенного плодородия, повышения биологической активности почвы и повышения урожайности полевых культур в результате проведенных исследований рекомендуется применять: ;

— на легкосуглинистой дерново-подзолистой почве трехъярусную обработку и отвальную вспашку с внесением навоза (30 т/га 1 раз в 5 лет) и минеральных удобрений (Ы - 100 кг д.в./га, Р - 75 кг д.в./га, К - \00 кг д.в./га). Известкование проводить по полной гидролитической кислотности.

- на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве трехъярусную обработку и отвальную вспашку с фрезерованием с внесением навоза '(под парозанимающую культуру и картофель - 13 т/га) и минеральных удобрений (Ы - 103,3 кг д.вУга, Р - 103,7 кг д.в./га, К - 87,5 кг д.в./га) с периодическим известкованием общим фоном по полной гидролитической кислотности.

Это позволит получать планируемую урожайность 4-5 т/га зерновых, картофеля 25-30 т/га, 45-50 т/га зеленой массы кукурузы.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пупонин А.И., Емцев В.Т., Юлушсва И.Е. Биологическая активность дерново-подзолистой почвы при различных способах обработки /Вестник академии сельскохозяйственных наук. Серия - Земледелие и химизация. - 1994. -Вып.2./.

2. Пупонин А.И., Емцев В.Т., Юлушева И.Е. Влияние разных способов обработки на биологическую активность дерново-подзолистой почвы. /Сборник //юбилейной конференции, посвященной 60-летию Челябинского НИИСХ Челябинск, - 1994/.

3. Пупонин А.И., Емцев В.Т., Юлушева И.Е. Микробиологическая активность дерново-подзолистой почвы при разных способах ее обработки /Сборник. //Почвозащитный комплекс в ландшафтных системах земледелия Северного Кавказа Армавир. - 1994/.

4. Пупонин А.И., Емцев В.Т., Юлушева И.Е. Влияние различных способов обработки почвы на микробиологические процессы в дерново-подзолистой почве /Сборник. //Противоэрозионный комплекс в ландшафтных системах земледелия Ульяновск. - 1994/.

Объем печ. л

Зак.

Тираж 100 экз.

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул , 44