Биологическая активность темно-серой лесной почвы при различном уровне антропогенной нагрузки

Цыбакова, Юлия Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Биологическая активность темно-серой лесной почвы при различном уровне антропогенной нагрузки
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Биологическая активность темно-серой лесной почвы при различном уровне антропогенной нагрузки"

На правах рукописи ЦЫБАКОВА ЮЛИЯ НИКОЛАЕВНА С^Ь^Т^

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ РАЗЛИЧНОМ УРОВНЕ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

06.01.01 - «Общее земледелие»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственныхнаук

ОРЕЛ - 2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте зернобобовых и крупяных культур в 2000-2002гг.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Исаев А.П.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Вьюгин С М. кандидат биологических наук

Васильчиков А. Г.

Ведущее учреждение:

Курская сельскохозяйственная академия

Защита диссертации состоится « /Г » „¿сО/б/К- 2004 года в часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.052.01 при Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Орловского государственного аграрного университета.

Просим Вас принять участие в заседании диссертационного совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Степанова Л.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Почвы, вовлеченные в сельскохозяйственное производство, подвергаются мощному воздействию антропогенных факторов, изменяющих ее биологическую активность, физико-химические свойства, а в итоге плодородие. Изучение характера этого воздействия на микрофлору почвы облегчает выбор технологических приемов способствующих повышению плодородия почв, улучшению ее свойств, дает возможность прогнозировать изменение уровнл окул ьтуренности.

Наиболее чуткими индикаторами, реагирующими на изменение водно-воздушного, теплового, питательного режимов почв являются почвенные микроорганизмы. Однако в настоящее время, несмотря на очевидную необходимость изучения почвенного микробоценоза, этому вопросу уделяется недостаточное внимание. Определение направленности и напряженности почвенно-биологических процессов под воздействием приемов основной обработки, доз минеральных удобрений даст возможность установить изменение уровня биологической активности-с целью выбора антропогенных воздействий, оказывающих положительное влияние на почвенное плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.

Цель работы: дать характеристику направленности и напряженности поч-венно-биологических процессов под влиянием многолетнего применения различных приемов основной обработки, доз минеральных удобрений, вносимых под бобовую и злаковую культуры для выявления и рекомендации приемов антропогенного воздействия, способствующих сохранению плодородия почв. Исходя из цели, предусмотрено решение следующих задач:

- установить изменение численности основных физиологических групп почвенных микроорганизмов в течение периода вегетации люпина узколистного при многолетнем ежегодном применении отвальной, поверхностной и плоскорезной обработки;

- изучить направленность и напряженность почвенно-микробиологических процессов в целинной почве;

- определить особенности аммонифицирующей, нитрифицирующей активности почв и скорости разложения целлюлозы под влиянием различных систем основной обработки почвы;

- выявить степень и характер влияния различных фонов минерального питания в посевах зерновой и бобовой культур на активность и развитие микробного сообщества пахотного слоя;

- определить и количественно оценить взаимосвязи между показателями биологической активности с учетом влияния гидротермических условий в период проведения эксперимента.

Научная новизна. Впервые в длительных полевых стационарных опытах Центра России получены экспериментальные данные о ходе изменения биологической активности темно-серых лесных почв под влиянием многолетнего применения различных приемов основной обработки, изменения интенсивности и направленности почвенно-биологических процессов при внесении минеральных удобрений, установлено действие гидротермических условий на характер изменения численности почвенных микроорганизмов. сновных

I БИБЛИОТЕКА I | С.П«тервгрг . / - |

' о» ъЫб^

физиологических групп микроорганизмов, протекания

процессов аммонификации, нитрификации, разложения целлюлозы получены новые данные, позволяющие определить роль микроорганизмов в почвенных процессах и количественно оценить взаимосвязи между ними.

Практическая значимость работы. Установленные особенности воздействия систем основной обработки почвы, различных доз минеральных удобрений под бобовую и зерновую культуры на характер изменения биологической активности почвы, а так же выявленные взаимосвязи между показателями почвенно-биологических процессов могут быть использованы при разработке систем управления биологической активностью темно-серой лесной почвы с целью воспроизводства и сохранения ее плодородия.

Апробация работы._Результаты работы докладывались на заседаниях Ученого Совета ВНИИ ЗБК.

Публикации. По материалам диссертации выполнено 3 печатные работы

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 132 страницах машинописного текста и состоит из общей характеристики, шести глав, выводов и предложений производству, включает 22 таблицы в тексте и 5 в приложениях, 44 рисунка. Список использованной литературы содержит 179 наименований, из них 37 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В обзоре литературы приведены данные о влиянии различных агроприемов на интенсивность и направленность почвенных биологических процессов. Показана необходимость детального изучения почвенного микробоценоза, как наиболее чувствительного индикатора по отношению к изменениям условий в окружающей среде.

На основании имеющихся в современной российской и иностранной лите-рат\ре данных делается вывод о необходимости проведения долгосрочных, стационарных полевых опытов в каждой почвенно-климатической зоне, обусловленных высокой динамичностью почвенно-биологических процессов, стихийным действием гидротермических факторов, разнокачественностью, поступающих в почв} растительных остатков.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

Исследования проведены в многолетних стационарных полевых опытах отдела земледелия ВНИИ зернобобовых и крупяных культур

Стационар № I, заложен в 1983 г. Стационар № 2, заложен в 1988.

Объектом изучения в стационаре № 1 являлась биологическая активность почвы на трех вариантах основной обработки в посеве люпина узколистного (предшественник - ячмень):

1.многолетняя (18 л) ежегодная отвальная на 20...22 см; 2.многолетняя (18 л) ежегодная поверхностная на 8... 10 см; З.многолетняя (18 л) ежегодная плоскорезная на 20...22 см.

Обьектом изучения в стауионаре № 2 - биологическая активность под посевом ячменя в звене зернопаропропашного севооборота: картофель- просо-

ячмень; и под посевом гороха в звене зернопропашного севооборота: картофель - просо - ячмень. Система основной обработки - ежегодная отвальная вспашка.

Варианты опыта:

1.Ячмень, удобрения в дозе Зп/га нитрофоски; 2.Ячмень, удобрения в дозе 4,5п/га нитрофоски; З.Горох, без внесения удобрений; 4.Горох, удобрения в дозе 1,5 п/га нитрофоски.

Почва участков - темно-серая лесная среднесуглинистая, подстилаемая лессовидным покровным суглинком. Мощность гумусового горизонта составляет 30...35 см. В пахотном слое почвы (0...30 см) содержание гумуса по Тюрину составляет 4,1...4,6%, общего азота 0,15...0,26%, гидролизуемого азота по Кононовой 6,7...7,8 мг/100г почвы, подвижного фосфора и обменного калия по Кирсанову 14,1... 16,8 и 7,6... 11,0 мг/100 г почвы, рН солевой вытяжки - 5,0..5,3, гидролитическая кислотность по Каппену 2,8..3,5 мг/экв на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями 84,6...91,1%.

Обьектом изучения в целинной почве - особенности протекания почвен-но-биологических процессов в 2001...2002 г. Изучение биологической активности проводили в почве под разнотравным лугом, в 100 м от стационара 2.

Целинная почва темно-серая среднесуглинистая, со следующими агрохимическими показателями (слой 0...20 см): рН (солевой вытяжки)-5,3..5.5; содержание гумуса 5.5..5,6 % , подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) 19,1..20 мг/100 г почвы и 14,0..14,7 мг/100 г почвы соответственно.

Отбор и подготовка почвенных образцов для определения показателей биологической активности почвы проводился в соответствии с методическими рекомендациями «Основные микробиологические и биохимические методы исследования почвы », ВСНИИСХМ, 1987 г.

В стационаре 1 в каждом из трех изучаемых вариантов и на целине почвенные образцы отбирались по слоям почвы 0...10 см и 10...20 см (соответственно глубине изучаемых обработок); в стационаре 2 из слоя 0...15 см (корнеобитаемый слой) в каждом из четырех изучаемых вариантов. Пробы отбирались 5 раз в течение вегетации и были приурочены к фазам развития ячменя: посев, кущение, цветение, молочная спелость, уборка.

Биологическая активность характеризовалась следующими показателями:

1 .Численностью основных физиологических групп почвенных микроорганизмов. Посев микроорганизмов проводили на соответствующие среды из почвенных разведений свежих образцов почв в полном соответствии с методикой ВНИИСХМ (1987 г), в 5-ти кратной повторности. 2. Аммонифицирующей и нит-рофицирующей активностью почвы; аммонифицирующую активность определяли с реактивом Неслера, нитрифицирующую активность с дисульфофеноловой кислотой по Грандваль-Ляжу. 3. Целлюлозоразлогающей активностью почвы; определяемую модифицированным методом Кристенсена при компостировании почвы с бумажным фильтром в течении 30 суток (методические рекомендации ВНИ-ИСХМ, 1987 г). 4. Содержанием гумуса; определяемого по методу Тюрина (Агрохимические методы исследования почв, Наука 1975 г).

. Основные результаты исследований подверглись

математической обработке с применением метода дисперсионного и корреляционного анализов (Доспехов , 1985 г) на персональном компьютере. Численность микроорганизмов обсчитывалась и представлялась в интегральных показателях ^н Хак Мун, Крысанова, 1978).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ !.. Влияние приемов основной обработки почвы на направленность и напряженность почвенно-бнологических процессов в посевах люпина узколнстно-ю. Особенности биологической активности в целинной почве.

Азот является основным элементом, определяющим высоту урожая сельскохозяйственных культур. Поэтому вопрос о превращениях соединений азота в почве под воздействием микроорганизмов в различные по гидротермическим условиям годы привлекает к себе большое внимание. Вегетационный период 2000 г характеризовался, как слабоувлажненный., 2001 года, как слабозасушливый. 2()02г был экстремально засушливым и жарким.

На рис. 1 отчетливо видно то, что динамика численности бактерий усваивающих органический азот, при многолетней (18 л) ежегодной отвальной обработке почвы на 20...22 см, по двум изучаемым слоям имеет аналогичную картину. На варианте многолетнего применения поверхностной обработки численность бактерий заметно увеличивается ко II сроку (ветвление стебля) отбора образцов в слое 0...10 см по сравнению с I (посев) во все годы проведения исследований. Возможно, в данный момент происходит усиление размножения бактериальной микрофлоры в связи с локализацией органических остатков в верхнем слое почвы, где гидротермические условия способствуют разложению органического вещества. В целом, развитие бактерий, растущих на МПА (мясо-пептонном агаре), при многолетних безотвальных обработках (в том числе и на плоскорезной), в отличие от отвальной вспашки, имеет различную динамику по изучаемым слоям почвы, что связано с неодинаковым распределением в них растительных остатков.

Динамика развития бактерий, использующих минеральный азот и свободно живущих азотфиксаторов (олигонитрофилов) подвержена тем же закономерностям, что и динамика развития аммонификаторов. Из приведенных диаграмм, можно заключить, что скорость размножения бактерий основных физиологических групп подчиняется закону Вант-Гоффа, согласно которому повышение температуры на 10 °С увеличивает биохимическую активность в 2...3 раза. В 2000 г. повышение температуры почвы на 10 °С произошло от I (посев) к IV (созревание) сроку отбора образцов, в 2001 г. между II (ветвление стебля) и III (цветение) сроком, в 2002 г. переход температуры через 10 °С происходил дважды: к Ш сроку и к IV. Поэтому и численность микроорганизмов имеет наиболее высокие значения в 2002 г. При этом влажность почвы в годы исследований не является лимитирующим фактором для роста численности бактерий, даже в острозасушливым 2002 г.. когда ее значение в четвертый и пятый сроки отбора образцов составили 16%. Исходя из визуального анализа чашек с микроорганизмами в Щтозревание) и V (уборка) сроки отбора образцов в 2002 г, можно констатировать преобладание одного-двух видов микроорганизмов изучаемых физиологических групп. Вероятно, при низкой влажности почвы доминируют термофильные виды, а мезофиль-ные находятся в стадии анабиоза.

Рис.1 Динамика численности аммонифицирующих бактерий при различных приемах обработки почвы.

отвальная вспашка на 20-22 см

слой почвы 0-10 см слой почвы 10-20 см

поверхностная обработка на 8-10 см

N - количество микроорганизмов в 1 г почвы.

Коэффициент минерализации (Км) является косвенным доказательством активного функционирования аммонификаторов на отвальной обработке из-за наибольшего преобладания бактерий, использующих минеральные формы азота, над бактериями, утилизирующими азот в форме органических соединений (табл.2)

Таблица-1. Количество микроорганизмов основных

физиологических групп при различных системах основной обработки в посевах люпина узколистного

(среднее за период наблюдений. I® ГЧ)

Вариант Бактерии - аммони-фикаторы (МПА) Бактерии, ис зующие мин формы азота поль-срал. КАА) Олигонитрофилы (Эшби)

2000 2001 2002 2000 2001 2002 2000 2001 2002

Вспашка 20 см, слом 0-10 см 6.83 6.95 7.90 6,57 7,24 7.84 6,99 7,35 8.08

Вспашка 20 см, слой 10-20 см 6,80 6,89 7,96 6,48 7,23 7,85 6,96 7,23 8,16

11онерхностная 810см. слой 0-10 см 7,17 7,10 8,22 6,95 7,31 7,87 7,34 7,33 8,09

11овермюстная 810см слой 10-20 см 6,80 6,77 8,11 6,43 7,07 8,06 6,96 7,35 8.13

11лоскорсзная :0см. слой 0-10 см 6,73 6,77 7,97 6,78 7,34 7,99 6,88 7.38 8,15

11 лоскорезная 20 см. слон 10-20 см 6,80 6,92 8,09 6,70 7,22 8,12 6,64 7,10 8,32

На плоскорезной обработке процессы функционирования аммонификаторов также интенсивны. На поверхностной обработке в слое 0...10 см Км в среднем имеет самые низкие значения (0,69... 1,87, на вспашке - 0,74...2,04) что согласуется с литературными данными о снижении темпов разложения органического вещества при поверхностных обработках в верхнем слое почвы. В целом значения Км самые низкие в 2000 г.(0,61...0,78), самые высокие в 2001 г. (1,87...2,54).

Процесс денитрификации протекает различно на всех вариантах. Причем даже при низкой влажности почвы (2002 г.) процесс восстановления азота протекает интенсивно, это можно объяснить наличием микропор, где усиленно развивающаяся микрофлора поглощает, имеющийся кислород, и создаются условия для перехода на нитратное дыхание. Увеличение интенсивности прогревания почвы усиливает развитие денитрификаторов на отвальной обработке (от ^ N 5,3 до ^ N 8,39), на поверхностной ярко выраженного действия температурного фактора нет, на плоскорезной температурный фактор действует только в слое 10... 20 см (^ N 5.73...^ 8.61).

Изменение динамики численности почвенных грибов в течение периода вегетации за годы проведения исследований происходило одинаково на всех вариантах в первые три срока отбора образцов, отличаясь только IV (созревание) или V (уборка) сроком, независимо от гидротермических условий года. Что говорит о большой пластичности этих микроорганизмов по отношению к условиям окружающей среды и может быть связано с их активным ростом и соответственно меньшей конкуренцией за элементы питания. За все годы проведения исследований общее количество грибов ниже в слое почвы 10...20 см по всем обработкам (на 10...61 % на вспашке, 4... 15 % на поверхностной, 10...30 % на плоскорезной). Па поверхностной обработке разница в численности грибов между двумя изучаемыми слоями наименьшая, что может свидетельствовать о подавлении роста этих

микроорганизмов в слое 0...10 см. При повышении интенсивности прогревания почвы численность грибов на вспашке в слое 0...10 см не изменяется, в слое 10...20 см увеличивается (от 17,3 тыс/ 1 г почвы до 19,2 тыс/ 1 г почвы). На варианте ежегодного применения плоскорезной обработки наиболее благоприятные условия для развития грибов отмечены во влажном и теплом 2001 году.

Кроме микробиологических показателей биологической активности почв нами изучалась интенсивность процессов, вызываемых этими микроорганизмами, так как данные показатели позволяют оценить не только количество микроорганизмов, но и их активность в изучаемых условиях.

Перед представлением результатов исследований важно сказать о контексте, в котором они будут представляться. Аммонифицирующая и нитрифицирующая активность - скорость трансформации веществ, комплексом микроорганизмов имеющихся в навеске почвы с каждого варианта. В момент взятия образца, почва будет трансформировать имеющиеся в ней растительные остатки и аммиак, именно с этой скоростью.

Анализируя данные таблицы 2, мы можем сделать следующий вывод: содержание в почве аммиака в целом выше на плоскорезной обработке ( 0,38...0,64 Ы-№14 мг/ 100 г почвы, на вспашке 0,25...0,56 М-ЫН4 мг/ 100 г почвы,), на поверхностной оно выше, чем на вспашке в 2000-2001 гг. Что касается аммонифицирующей активности почв при добавлении люпиновой муки, то можно отметить тенденцию уменьшения активности на варианте ежегодного применения поверхностной обработки в слое 0...10 см по сравнению со слоем 10...20 см на 6,826,3% за все три года проведения исследований, на плоскорезе такая тенденция имеет место в 2001...2002 гг. При многолетнем проведении отвальной вспашки аммонифицирующая активность равномерна в изучаемых слоях, также по всем годам исследований и имеет самые высокие значения.

Содержание нитратов в почве выше при проведении ежегодного плоскорезного рыхления по сравнению с другими вариантами (табл.2). Повышение интенсивности прогревания почвы в 2001...2002 г.г. увеличивает скорость выработки нитратов по всем изучаемым вариантам. На варианте ежегодной отвальной вспашки динамика нитрифицирующей активности (как и аммонифицирующей) по изучаемым слоям имеет сходную картину, на безотвальных обработках она различна. Из данных таблицы 2 следует, что активность нитрификации на отвальной обработке равна по изучаемым слоям почвы. На вариантах многолетнего применения безотвальных обработок нитрифицирующая способность ниже в слое 10...20 см, по сравнению со слоем 0...10 см: на 13...49% на поверхностной обработке и на 12...32% на плоскорезной.

Разрушение целлюлозы зависит в большей степени от влажности почвы, поэтому в более увлажненном 2000 г. оно было выше, по сравнению с двумя другими годами исследований. При хорошем увлажнении почвы самая высокая интенсивность процесса наблюдается на варианте проведения ежегодной отвальной вспашки (31,2...33,1 %); при недостаточном - на варианте ежегодной плоскорезной обработки (17...22,4 %). Активность микроорганизмов разрушающих целлюлозу - ниже в слое 10...20 см по всем способам обработки, но на отвальной вспашке разница между двумя изучаемыми слоями составляет 5,3... 14,3 %, на поверхностной 10,7...20,0 %, на плоскорезе 20,0...24,2 %.

Таблица - 2 Влияние различных способов основной обработки на пока' затели биологической активности в посевах люпина узколистного

Годы Вспашка 20-22 см Поверхностная 8-10 см Плоскорезная 20-22 см

0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см 0-10 см 10-20 см

Коэффициент минерализации ( КАА / МПА)

2000 0,74 0,61 0,69 0,78 0,77 0,82

2001 2,04 2,4 1,87 2,54 2,4 2,07

2002 1,87 1,18 0,81 1,49 1,29 1,13

Денитрификаторы, Ы)

2000 5,1 6,52 6,75 5,91 4,73 5,73

2001 8,03 7,32 7,16 7,54 7,56 6,88

2002 8,39 7,95 7,07 6,88 7,44 8,61

Грибы (тыс./ 1 г почвы)

2000 26,8 16,4 19,4 18,6 15,7 10,9

2001 21,2 17,3 18,8 16,1 21,5 . 19,4

2002 21,1 19,2 18,3 15,8 21,04 16,2

Аммонифицирующая активность - N-N114 мг/ 100 г почвы с водой

2000 0,31 0,56 0,64 0,53 0,64 0,64

2001 0,28 0,25 0,69 0,41 0,52 0,56

2002 0,27 0,33 0,27 0,27 0,40 0,38

С ЛЮПИНОВОЙ МЗ |ТСОЙ

2000 п 11,2 10,9 9,4 11,3 9,7 8,5

1 2001 10,3 11,2 7,2 9,7 11,6 13,3

! 2002 12,8 13,0 12,1 13,1 9,5 11,3

Нит рифицирующая активность - N-N02 мг/ ЮОг почвы, с водой

2000 2,7 3,1 3,5 2,7 3,2 3,3

2001 3,8 3,4 3,4 3,8 3,8 3,4

2002 2,4 2,4 2,6 2,0 3,3 2,5

с сульфатом аммония

2000 9,5 9,6 12,9 6,6 12,7 8,8

2001 14,6 14,5 13,5 11,3 . 14,1 11,5

2002 14,7 13,9 13,9 11,5 15,1 13,2

_ Разложение целлюлозы %

2000 33,1 32,2 29,4 25,9 27,9 21,5

2001 23 2 19,7 22,4 17,6 23,6 18,2

2002 17,7 16,3 18,2 15,8 22,4 17,0

1.1 Особенности биологической активности в целинной почве.

С целью установления характера и масштабов изменений общей биогенно-сти, количества микроорганизмов и осуществляемых ею биохимических процессов при пахотном использовании почвы проведены наблюдения на целинной темно-серой лесной почве в 2001...2002 гг.

В результате анализа не отмечено различий между бактериями аммонифика-торами в почве целины и на пашне по средним значениям за период вегетации (табл. 3).Численность бактерий, использующих минеральные формы азота, достоверно ниже в слое 10...20 см (lgN 6,73) на целине по сравнению со слоем 0...10 см (lgN 7,19) и целинной почвы и на пахотной (igN 7,24).

Изменение численности денитрификаторов было различно по изучаемым слоям и по годам проведения исследований. Гидротермические условия 2001...2002 г.г. не оказали заметного влияния на повышение или понижение общего уровня денитрификации, но на вспашке численность денитрификаторов в слое 0...10 см на порядок выше, чем на целине (^ N 8,03...8,39 и ^ N 7,19...7,38 соответственно).

Что касается почвенных грибов, то численность данной группы микроорганизмов в 2001 г. была достоверно ниже в слое 10...20 см на целине (7,95 тыс/ 1 г почвы), по сравнению с верхним слоем других сравниваемых вариантов (21,2 тыс / 1 почвы в пахотной почве, 21,9 тыс/ 1 г почвы в целинной) и имело хорошо выраженную тенденцию к уменьшению, по сравнению со слоем 10...20 см на вспашке (17,4 тыс/ 1 г почвы). В 2002 г. количество грибов на необрабатываемой почве выросло в два раза, по сравнению с 2001 г. и было ниже в слое 10...20 см только по сравнению со слоем 0...10 см целинной почвы (табл. 3).

Скорость аммонификации, в почве целины выше, чем в пахотной почве в слое 0..20 см на 20,9...44%, а нитрифицикации ниже на 44,8...57,5% (табл. 4). Следовательно, азот дольше присутствует в аммиачной форме, а более высокое содержание нитратов в целинной почве свидетельствует о том, что, несмотря на низкую скорость нитрификации, достаточное количество субстрата для окисления в течение периода вегетации позволяет поддерживать количество нитратного азота в почве на более высоком уровне по сравнению со вспашкой. По сравнению с пахотной почвой разрушение целлюлозы проходило активней в целинной почве (16,3...23,2 % и 18,8...30,3 % соответственно).

2. Взаимосвязи между развитием основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью и разложением целлюлозы под влиянием различных систем основной обработки почвы в посевах люпина узколистного.

Для математической обработки данных, которые отражают напряженность и направленность микробиологических процессов в почве, мы применили корреляционный анализ средних значений показателей за вегетацию (достоверен г= 0.996).

Рассмотрим взаимосвязь между изучаемыми параметрами на варианте отвальной вспашки в слое 0...10 см. Коэффициент корреляции между бактериями-аммонификаторами и бактериями, использующими минеральные формы азота

'1ао.шиа 1 - Численное п. основных фншо.кхкчсск'их гр)нн микроорганизмов в почве целины н на нашне (под посевом люпина)

Вариант Ьаккрнн-аммоннфи-каюры, l(>N Ьаьирин на среде КАЛ, lj;N К» >ф. мпнерл-.11) tau. 1САА/МПА UaKicpiiii па среде Эшбн, IgN Анаэробные амтфиксаторы Грибы на среде Чапека Деннтриф. на среде Березовой

2001 2002 2001 2002 2001 2002 2001 2002 2001 2002 2001 2002 2001 2002

Вспашка 0-10 см 6,95 7,90 7,24 7,84 2,04 1,87 7,35 8,08 5,48 6,15 21,2* 21,1 8,03 839

Вспашка 10-20 см 6,89 7,96 7,23 7,85 236 1,18 7,24 8,16 4,86 5,48 17,36 19,1 7,32 7,95

Целина 0-10 см 6,88 7;58 7,19 7,80 3,77 1,1» 736 7,77 6,15 5,93 21,88 35,4* 7,19 7,38

Целина 10-20 см 6,51 7,85 6,73* 7,73 2,50 1,41 6,78* 7,97 4,03* 5,55 7,95* 15,4 7,59 7,88

НСР05 0,61 1,42 0,43 1,22 1,82 2,01 0,54 1,37 1,4 0,76 11,22 19,03 2,97 2,21

Таблица 4 - Показатели аммонифицирующей, нитрифицирующей активности, скорости разложения целлюлозы

в почве целины н на пашне (под посевом люпина)

Варили Амонннфнцнрующая активное! ь N-NII4 мг/100 г почвы Нитрификационная активность N-N02 мг/100 г почвы Целлюлозолнтиче- ская активность, %

при KOMIIOC ||ф. с подой при компост, с люпин, мукой при компостнр. с ВОДОЙ при компост, с сульфатом аммон-я

2001 2002 2001 2002 2001 2002 2001 2002 2001 2002

Вспашка 0-10 см 0,29 0,27 10,33 12,18 3,84 2,42 14,61 14,74 23,16 17,72

Вспашка 10-20 см 0,25 033 11,22 13,04 3,42 239 14,46 13,88 19,70 1632

Целина 0-10 см 1,83* 1,44* 14,80* 16,60 5,58* 6,78* 10,10* 10,68* 30,26 2936*

Целина 10-20 см 1,54 1,02* 14,22 13,86 2,42 3,12 2,23* 5,11* 26,70* 18,78

HCl" 05 1,40 0,43 337 536 133 3,25 2,22 3,81 7,8 8,51

* ~ различия достоверны

г =0,899, что говорит о значительной сопряженности процессов поставки и поглощения аммиака почвенной микрофлорой.

Наличие тенденции отрицательной взаимосвязи между почвенным аммиа-коми бактериями на КАА (крахмал-аммиачный агар), г= - 0,85, показывает, что чем меньше аммиака в почве, тем интенсивнее бактерии его поглощают. Очень слабая отрицательная связь между количеством аммиака и скоростью нитрификации г = -0,51, свидетельствует на наш взгляд, либо о конкуренции нитрификато-ров с другими микроорганизмами за аммонийный азот, либо о наличии фактора сдерживающего нитрификацию (недостаток энергетических ресурсов, например). В данном варианте скорость нитрификации достоверно отрицательно коррелирует с количеством грибоз г = -0,977, и также отрицательно со степенью разложения целлюлозы г = -0,95, что может свидетельствовать о конкуренции нитрификато-ров с грибами и целлюлозоразрушающими микроорганизмами за аммиак. При этом скорость нитрификации достоверно положительно взаимосвязана с численностью денитрификаторов г = 0,997, это может свидетельствовать о положительном влиянии увеличения скорости окисления аммиака до нитратов на интенсивность денитрификации. Следовательно, в данном варианте при неблагоприятных гидротермических условиях для процесса разложения целлюлозы (низкая влажность почвы) и постоянно высоком уровне аммонификации будут происходить потери нитратного азота за счет денитрификации.

В слое почвы 10...20 см на варианте проведения ежегодной отвальной обработки коэффициент корреляции между бактериями, растущими на средах МПА и КАА равен г = 0,87, между почвенным аммиаком и бактериями использующими минеральный азот г = -0,74. Связь аммиака и скорости нитрификации пусть и недостоверная, но значительная г = -0,989, т.е, чем меньше в почве аммиака, тем больше его ушло на нитрификацию. Почвенные грибы не конкурируют с нитри-фикаторами за аммонийный азот, здесь между ними слабая положительная связь г = 0,769. Целлюлозоразрушающие микроорганизмы, как и в предыдущем варианте отрицательно взаимосвязаны со скоростью нитрификации, г = -0,95. Также в данном варианте численность денитрификаторов очень слабо связана со скоростью нитрификации, г = 0,68. Вероятно, в данном случае в почве содержится количество аммиака достаточного и для нитрификаторов, и для почвенных грибов, поэтому процессы денитрификации будут идти достаточно интенсивно при различных гидротермических условиях, неблагоприятные гидротермические условия для разложения целлюлозы будут усиливать процесс денитрификации. В целом численность денитрификаторов в данном варианте выше, по сравнению с другими изучаемыми вариантами.

На поверхностной обработке в слое почвы 0...10 см коэффициент корреляции между бактериями, растущими на средах МПА и КАА г = 0,898, связь аммиака и бактерий, использующих минеральные формы азота, г = -0,86.Средняя отрицательная связь почвенного аммиака и скорости нитрификации г = -0,717, может свидетельствовать о недостаточном количестве аммиака для нитрификаторов. Это подтверждается достоверной отрицательной взаимосвязью почвенных грибов и скорости нитрификации г = -0,998, что может свидетельствовать о конкуренции за аммиачный азот между грибами и нитрификаторами. К тому же скорость аммонификации в данном варианте самая низкая, по сравнению с другими. Взаимо-

связь скорости нитрификации и количества денитрификаторов имеет тенденцию к положительной г = 0,81, скорости нитрификации и скорости разложения целлюлозы достоверно отрицательна г = -0,997. При этом скорость нитрификации, количество грибов и денитрификаторов мало изменяются под действием гидротермических условий, следовательно, потеря нитратного азота вследствие денитрификации из года в год будет различаться незначительно.

В слое почвы 10...20 см на поверхностной обработке связь между аммони-фикаторами и бактериями, растущими на среде КАА равна г = 0,91, между почвенным аммиаком и бактериями использующими минеральные формы азота г = -0,997 - достоверно отрицательна. В данном варианте аммиак достаточно активно поглощается почвенной микрофлорой. Имеется также тенденция отрицательной связи между аммиаком и скоростью нитрификации г = -0,86.Скорость нитрификации, как и в предыдущем варианте положительно влияет на развитие нитрифика-торов г = 0,899. Грибы и целлюлозоразрушающие микроорганизмы конкурируют с тарификаторами за аммиачный азот, коэффициенты корреляции соответственно равны г = -0,998 и г = -0,991.В целом, при самой низкой скорости нитрификации из всех изучаемых вариантов и активного поглощения аммиака бактериями, растущими на КАА, численность денитрификаторов ниже, чем в других вариантах.

На варианте плоскорезной обработки в слое почвы 0... 10 см связь между ам-монификаторами и бактериями, растущими на среде КАА, г = 0,900, связь аммиака и бактерий, использующих минеральные формы азота, достоверно отрицательна г = -0,999. Здесь имеет место хорошее поглощение бактериальной микрофлорой аммиачного азота. Также очень тесная связь скорости нитрификации и аммиака г = -0,994. Скорость нитрификации положительно влияет на численность денитрификаторов г = 0,894. Почвенные грибы не конкурируют с нитрификато-рами за аммиак г = 0,876. Целлюлозоразлагающие микроорганизмы, как и в предыдущих вариантах, находятся в высокой отрицательной связи со скоростью окисления аммиака г = -0.993.В целом, при увеличении скорости нитрификации и стабильном численности денитрификаторов в 2000...2002 г.г. нитраты в почве сохранялись.

В слое почвы 10...20 см на плоскорезной обработке связь между бактериями растущими на средах МПА и КАА г = 0,959, между бактериями на КАА и почвенным аммиаком г = -0,996 (достоверна). Имеется довольно тесная связь аммиака со скоростью нитрификации г = -0,993, скорость нитрификации сильнее, чем в предыдущем варианте усиливает развитие денитрификаторов г = 0,969. Почвенные грибы не конкурируют с нитрификаторами за аммиак, г = 0,63. Целлюлозоразла-гающие микроорганизмы отрицательно достоверно связаны со скоростью нитрификации г = -0,998. При неблагоприятных условиях для разложения целлюлозы нитратный азот будет теряться за счет денитрификации, причем достаточно эффективно, т.к. скорость нитрификации меньше, чем во вспашке в слое 10...20 см, а количество денитрификаторов выше.

Характер представленных взаимосвязей косвенным образом подтверждается данными по содержанию гумуса. При высокой скорости аммонификации и высокой численности денитрификаторов содержание гумуса на вспашке самое низкое - 5,09% в слое 0... 10 см и 4,89% в слое 10...20 см. При низкой скорости аммони-

фикации, в целом, в слое 0...10 см на варианте ежегодной поверхностной обработки и стабильной численности денитрификаторов содержание гумуса -5,18% следовательно, на поверхностной обработке в годы с хорошим увлажнением, возможны потери органического вещества, в годы с недостаточным - его накопление. В слое 10...20 см низкая скорость нитрификации и изменчивая численность денитрификаторов способствует небольшому превышению накопления гумуса, по сравнению со вспашкой - 4,92%. При проведении ежегодной плоскорезной обработки - в слое почвы 0...10 см хорошая иммобилизация аммиачного азота микроорганизмами и уровень денитрификации более низкий, чем на вспашке, приводит к самому высокому накоплению гумуса, по сравнению с другими вариантами - 5,49%. В слое почвы 10...20 см в засушливые годы потери азота за счет денитрификации возможно будут значительными несмотря на низкую скорость нитрификации, но достаточном количестве аммиака в почве для нитрификаторов; содержание гумуса - 4,92%.

З.Особенности изменения биологической активности почвы в посевах ячменя и гороха при внесении различных доз минеральных удобрений.

Внесение сложных минеральных удобрений нитрофоски (N11 Р10 К11 кг/ц д.в.) под ячмень в дозах 3 ц/га и 4,5 ц/га (под запланированный урожай 40 ц/га и 60 н/га) не отражается на динамике численности аммонификаторов, олигонитро-филов.

Рис. 2 Влияние различных доз минеральных удобрений в посевах ячменя и гороха на динамику численности бактерий, использующих минеральный азот.

ячмень, 3 ц/га нитрофоски

ячмень, 4,5 ц/га нитрофоски

сроки отбора образцов

горох, без удобрений

горох, 1,5 ц/га нитрофоски

.-'"Г"

' 2002

сроки отбора образцов

Только в варианте с внесением 4,5 ц/га нитрофоски под ячмень наблюдается небольшое повышение численности бактерий, использующих мине-ратьный азот, во П-ой срок отбора образцов (фаза кущения) особенно заметное в 2000...2001гг. по сравнению с 2002 г. Очевидно доза удобрений 4,5 ц/га стимули-р>ет развитие бактерий, использующих минеральный азот, в начале вегетации из-за достаточного количества элементов питания и для данных микроорганизмов и для растений (рис. 2).

При анализе значений Км можно сделать предварительное заключение о низкой активности минерализационных процессов в 2000 г, особенно на ячмене II фона (0,68), общее увеличение интенсивности минерализационных процессов в 2001 г и увеличение их под действием удобрений на II фонах в 2002 г (табл. 5)

Процесс денитрификации проходил менее интенсивно в 2000 г по всем вариантам опыта. В целом в течение периода наблюдений различий между вариантами по годам исследований не выявлено.

Таб ища 5 - Показатели биологической активности почвы в посевах гороха и ячменя при внесении различных доз сложных минеральных удобрений

__(среднее за период наблюдений)__

Вариант Ячмень 3 ц/га нитрофоски Ячмень 4,5 ц/га нитрофоски Горох, без удобрений Горох, 1,5 ц/га нитрофоски

2000 2001 2002 2000 2001 2002 2000 2001 2002 2000 2001 2002

Ьлкл ерии-аммони-фикл (МГ1А) |ц N 6,69 6,90 7,64 6,76 6,93 7,59 6,98 7,15 7,58 6,83 6,97 7,48

Башсрии, нсполы. чип..и. (КАЛ) 1ц N 6,56 7,24 7,53 6,64 6,98 7,62 6,78 7,25 7,72 6,67 7,24 7,88

О пнмшпрофнлм Ршбн), N 6,78 7,25 7,72 6,67 7,24 7,88 6,82 7,13 7,72 6,86 7,24 7,72

Ксмф-иг. чннера- ,ш| (КЛА/МПА) 0,91 2,57 1,02 0,68 2,27 1,64 0,75 2,59 1,04 0,86 2,37 1,5

Диппрпфикагоры (ЬЧ) 5,77 7,48 6,91 5,52 7,37 7,99 5,96 6,72 6,5 5,93 7,48 7,82

Г рибм ( тыс / 1| ночнм) 23,1 30,3 24,7 28,1 26,7 26,6 19,4 29,5 24,2 24,5 29,8 27,5

Лччомиф-я акт-1 ь {кочпоиир поч с ноши, N-N(14 ч|/1001 почвы) 0,49 0,49 0,32 0,34 0,27 0,35 0,51 0,24 0,34 0,55 0,44 0,34

Лмонниф-и ак!-ть (кочиостир поч с поник мукой) 10,28 10,61 11,54 7,30 8,45 11,50 9,81 10,90 11,94 8,20 8,32 11,42

Мшрифнц-и акт-т 1. (компонир почвы с но шй, N-N02 \и/10() 1 почвы) 2,85 3,06 2,52 2,85 3,06 2,52 2,98 2,94 2,58 3,74 3,11 2,82

Ншрифмц-и акт-п. (кочном мр мочим с о п.<|| аммом ) 9,6 13,7 14,4 12,4 13,7 14,4 13,0 10,3 14,6 13,4 13,1 14,8

Га [ шлите цс.1-|.по юна (%) 27,0 20,1 16,9 28,6 22,2 21,2 28,8 17,1 17,0 39,8 21,5 20,2

Минеральные удобрения оказывают положительное действие на

развитие денитрификаторов на И-х фонах в острозасушливом 2002 r.(lg N6,91 в варианте ячмень 3 ц/га нитрофоски и lg N 7,99 в варианте 4,5 ц/га, в посевах гороха без удобрений lg N 6.50, с внесением 1.5 ц/га нитрофоски - lg N 7,82). Самая низкая численность данной группы микроорганизмов наблюдалась в посевах гороха без удобрений (табл. 5).

Наиболее благоприятные условия для развития почвенных грибов сложились в 2001 г. Увлажненный 2000 г и засушливый 2002 г были менее благоприятны для данной группы микроорганизмов, кроме ячменя с внесением 4,5 ц/га нитрофоски. В данном варианте удобрения сглаживают действие гидротермических факторов. На И-х фонах (4,5ц/га нитрофоски под ячмень и 1,5ц/га нитрофоски под горох) минеральные удобрения усиливали развитие грибов в 2000г на 15 % в посевах ячменя, на 26 % в посевах гороха, в 2002 г на 7 % и 13 % соответственно.

Аммонифицирующая активность ниже на Н-х фонах внесения удобрений (4,5ц/га под ячмень и 1,5 ц/га под горох) в 2000...2001 гг.: на ячмене на 23,2-27% по сравнению с I-ым фоном, на горохе на 10-24,3% по сравнению с фоном без удобрений..В 2002 г. значения выровнены (табл. 5).

Нитрифицирующая активность изменяется неодинаково по вариантам опыта, наиболее подвержен влиянию гидротермических условий вариант - ячмень 3 ц/га нитрофоски, т.е. при повышении температуры происходит отчетливое увеличение нитрифицирующей активности почв (от 9,6 N-NO2 мг/ 100 г почвы в 2000 г. до 14,4 N-NO2 мг/ 100 г почвы в 2002 г). Напротив, наименьшее влияние погодные условия оказывают на этот процесс в варианте - горох 1,5 ц/га нитрофоски (13,4 N-N02 мг/ 100 г почвы в 2000 г. и 14,8 N-NO2 мг/ 100 г почвы в 2002 г.)

Наиболее интенсивное разложение целлюлозы наблюдается в посевах ячменя и гороха на И-х фонах (4,5ц/га и 1,5ц/га соответственно). Данные показатели на 5,9-24% выше, чем в посевах ячменя при внесении Зц/га, и на 17-22%, чем в посевах гороха без удобрений (табл. 5).

4.Влияние посевов гороха и ячменя при различных фонах минерального питания на взаимосвязи основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующией, нитрифицирующей активности почвы и разложения целлюлозы.

Применение метода математического анализа массового экспериментального материала позволяет выявить существующие закономерности и связи между отдельными показателями на фоне широкого варьирования всех свойств почвы.

В результате исследований установлено, что в годы с хорошим увлажнением бактерии на КАА частично поглощают азот удобрений, в сухие преимущественно азот почвы. Поэтому связь почвенного аммиака и скорости нитрификации в варианте ячмень 3 ц/га нитрофоски очень слабая из-за неодинакового поглощения по годам исследований (г=-0,61). В засушливые годы повышение скорости аммонификации и уменьшение поглощения аммиака целлюлозоразлагающими организмами будет приводить к потерям почвенного азота за счет денитрификации.

В варианте с внесением под ячмень 4,5 ц/га сложных минеральных удобре-ний'коэффициент корреляции между бактериями-аммонификаторами и бактериями, использующими минеральные формы азота равен г = 0,75, связь почвенного аммиака и бактерий, растущих на КАА, отсутствует г = 0,28. Скорость нитрифи-

кации также не взаимосвязана с почвенным аммиаком г = -0,09, но при этом скорость окисления аммиака достоверно связана с численностью денитри-фикаторов г = 0,997, достоверно отрицательно со скоростью разложения целлюлозы г = 0,999 и отрицательно с численностью почвенных грибов г = -0,95.

Возможно, в данном варианте бактериальная микрофлора использует азот минеральных удобрений. В годы с достаточным увлажнением минеральные удобрения снижают скорость аммонификации, что способствует более экономному расходованию органических веществ в почве. При этом аммиак эффективно поглощается разрушителями целлюлозы, что снижает развитие нитрификаторов и денитрифификаторов. В засушливые годы минеральные удобрения не способствуют снижению скорости разложения органических веществ почвы.

В варианте без внесения удобрений под горох коэффициент корреляции между бактериями - аммонификаторами, и бактериями, использующими минеральные формы азота равен г = 0,83, связь последних с почвенным аммиаком г = -0,84. Взаимосвязь скорости нитрификации и почвенного аммиака г = -0,73. Скорости нитрификации с количеством почвенных грибов г = -0,67, со скоростью разложения целлюлозы г = 0,13, с количеством денитрификаторов г = 0,37. Учитывая самое низкое количество денитрификаторов по сравнению с другими вариантами можно сделать заключение, что аммиака, имеющегося в почве, хватает всем изучаемым микроорганизмам, поэтому не наблюдается конкуренции между микроорганизмами.

В варианте с внесением под горох 1,5 ц/га нитрофоски коэффициент корреляции между бактериями-аммонификаторами и бактериями, использующими минеральные формы азота г = 0,83. Связь последних с почвенным аммиаком г = -

0.957.Скорость нитрификации взаимосвязана с почвенным аммиаком г = -0,73, с количеством грибов г = -0,15, со скоростью разрушения целлюлозы г = -0,357, с численностью денитрификаторов г = 0,67.3десь, как и в предыдущем варианте почвенного аммиака достаточно для изучаемых микроорганизмов. Численность денитрификаторов выше, чем в варианте внесения под ячмень 3 ц/га нитрофоски, но на уровне внесения 4,5 ц/га, следовательно, при увеличении скорости нитрификации, возможны потери азота в результате восстановления.

ВЫВОДЫ.

1. В целинных почвах по сравнению с пахотными аммонифицирующая активность в слое 0...20 см выше на 20,9...34,4%, а нитрифицирующая ниже на 44,8...57,5%. Активизация окислительных процессов является причиной нарушения природного цикла превращения азота. Уменьшение соотношения N-N^1 N N02 в пахотных почвах свидетельствует о разбалансированности почвенных процессов, присущих целинным экосистемам, поскольку данное отношение является показателем их устойчивости и развитости.

2. Увеличение численности основных физиологических групп микроорганизмов (аммонификаторов, бактерий, использующих минеральные формы азота, олиго-питрофилов) в темно-серых почвах обусловлено интенсивностью прогревания почвы (временем повышения температуры почвы на каждые 10°С в течение периода вегетации).

3. При проведении ежегодной отвальной вспашки отмечена наиболее высокая аммонифицирующая активность почвы и установлена тесная взаимосвязь нитрифицирующей активности с численностью денитрификаторов (г =0.997). В неблагоприятные по гидротермическим условиям годы для разложения целлюлозы, это способствует восстановлению нитратного азота и повышает потери из почвы в результате денитрификации.

4. Ежегодная поверхностная обработка снижает аммонифицирующую активность в слое 0...10 см на 6,9...28,5% в зависимости от метеорологических условий года, нитрифицирующую активность в слое 10...20 см на 23,3...30,1% по сравнению с отвальной вспашкой. Численность денитрификаторов во влажные годы выше на поверхностной, чем на отвальной обработке, следовательно, потери азота будут выше на поверхностной обработке во влажные годы, а в засушливые ниже, чем на отвальной вспашке.

5. Интенсивная иммобилизация аммиачного азота микрофлорой в варианте ежегодной плоскорезной обработки, меньшая численность денитрификаторов по сравнению с отвальной вспашкой, способствует сохранению азота в почве и уменьшению потерь в результате денитрификации.

6. Целлюлозоразрушающие микроорганизмы, играющие важнейшую роль в процессах минерализации и круговороте углерода, при всех способах обработки в посевах люпина конкурируют с нитрификаторами за аммиачный азот.

7. Увеличение доз внесения минеральных удобрений (до 4,5 ц/га нитрофоски) под ячмень по сравнению с дозой 3 ц/га снижает аммонифицирующую активность почв (на 23...27%) в годы с достаточным увлажнением, что способствует более экономичному расходованию азотсодержащих органических веществ почвы и сохранению ее плодородия. В острозасушливые годы подобного действия не наблюдается.

8. Введение в севооборот азотфиксирующей зернобобовой культуры (гороха) способствует более рациональному расходованию органического вещества почвы, так как активность аммонификации в посевах гороха без удобрений равна аммонифицирующей активности в посевах ячменя с внесением 3 ц/га сложных минеральных удобрений, а в посевах гороха с внесением 1,5 ц/га минеральных удобрений находится на уровне посевов ячменя с внесением 4,5 ц/га нитрофоски.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

На темно-серых лесных почвах Лесостепной зоны РФ, в целях сохранения плодородия почвы целесообразно:

1- рациональное сочетание отвальных и безотвальных приемов обработки почвы, способствующих оптимизации почвенно-биологических процессов. Отвальная обработка почвы интенсифицирует минерализацию органического вещества почвы, а безотвальная, наоборот, снижает интенсивность этих процессов и обеспечивает повышение содержания аммиачного и нитратного азота в почвы;

2- зернобобовая культура (горох) в севообороте - важный фактор сохране-ния-азотсодержащего органического вещества почвы. Их возделывание снижает уровень минерализации этих веществ, что напрямую сказывается на уменьшении доз минерального азота в сравнении с зерновыми (ячмень);

3- применение самих сложных минеральных удобрений, наряду с повышением продуктивности возделываемых культур, положительно сказывается на процессах сохранения органического вещества почвы.

Работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Особенности изменения биологической активности темно-серой лесной почвы под посевами зерновой и бобовой культур на различных фонах минерального питания. // Агро XXI. - 2003 - № 7-12 - С. 110-113. ( в соавторстве)

2. Влияние приемов основной обработки почвы на биологическую активность темно-серой лесной почвы в посевах люпина узколистного. // Пути повышения эффективности сельскохозяйственной науки. Мат. Всерос. науч.-прак. конф. - Орел, 2003 - С.217-223. (в соавторстве)

3. Продуктивность агроэкосистем при оптимизации техногенных и биологических факторов интенсификации..// Проблемы сохранения окружающей среды и обеспечение экологической безопасности на территории Орловской области.: Мат. науч.-прак. конф. - Орел, 2003г. (в соавторстве, в печати).

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии Орловского областного комитета государственной статистики индекс 302001, г.Орел, пер. Воскресенский, 24 Подписано в печать 8.01.2004г. Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Усл. пл. 1,0 Заказ №1 Тираж 100 экз.

* - 2900

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Цыбакова, Юлия Николаевна

Краткая характеристика работы.

Глава I. Обзор литературы.

Глава II. Цель, объекты, методика и условия исследований

2.1. Цель и задачи исследований.

2.2. Методика и объекты исследований.

2.3. Почвенные условия района исследований.

2.4. Климатические условия в районе исследований.

2.5. Погодные условия в годы проведения экспериментов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Глава III. Влияние приемов основной обработки почвы в посевах люпина узколистного на направленность и напряженность почвенно- биологических процессов. Особенности биологической активности в целинной почве.

Глава IV. Взаимосвязи между развитием основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью и разложением целлюлозы под влиянием различных систем основной обработки почвы в посевах люпина узколистного.

Глава V. Особенности изменения биологической активности почвы в посевах ячменя и гороха при внесении различных доз минеральных удобрений.

Глава VI. Влияние посевов гороха и ячменя на различных фонах минерального питания на взаимосвязи основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью почвы и разложением целлюлозы.

Выводы.

Предложения производству.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Биологическая активность темно-серой лесной почвы при различном уровне антропогенной нагрузки"

Актуальность проблемы. Почвы, вовлеченные в сельскохозяйственное производство, подвергаются мощному воздействию антропогенных факторов, изменяющих ее физико-химические свойства, биологическую активность, а в итоге плодородие. Изучение характера этого воздействия на микрофлору почвы облегчает выбор технологических приемов способствующих повышению плодородия почв, улучшению ее свойств, дает возможность прогнозировать изменение уровня окультуренности.

Наиболее чуткими индикаторами, реагирующими на изменение водно-воздушного, теплового, пищевого режима почв являются почвенные микроорганизмы, которые контролируют разнообразные процессы, связанные с превращением органических и минеральных соединений почв и удобрений, синтеза и разложения перегноя; азотфиксацию, денитрификацию и многие другие. Поэтому любые агротехнические мероприятия, направлешше на повышение плодородия должны иметь почвенно-микробиологическое обоснование. Однако в настоящее время, несмотря на очевидную необходимость изучения почвенного микробоценоза, этому вопросу уделяется недостаточное внимание. Поэтому определение направленности и напряженности почвенно-биологических процессов под воздействием приемов основной обработки, доз минеральных удобрений даст возможность установить изменение уровня биологической активности с целью выбора антропогенных воздействий, оказывающих положительное влияние на почвенное плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.

Цель работы: дать характеристику направленности и напряженности почвенно-биологических процессов под влиянием многолетнего применения различных приемов основной обработки, доз минеральных удобрений, вносимых под бобовую и злаковую культуры для выявления и рекомендации приемов антропогенного воздействия, способствующих сохранению плодородия почв.

Исходя из цели предусмотрено решение следующих задач:

- изучить направленность и напряженность почвенно-микробиологических процессов в почве целины;

Научная новизна: Впервые в длительных полевых стационарных опытах Центра России получены экспериментальные данные о ходе изменения биологической активности темно-серых лесных почв под влиянием трех факторов: многолетнего применения различных приемов основной обработки, внесения минеральных удобрений под зерновую и бобовую культуру, действия гидротермических условий. На основании развития основных физиологических групп микроорганизмов, протекания процессов аммонификации, нитрификации, разложения целлюлозы получены новые данные, позволяющие определить роль микроорганизмов в почвенных процессах и количественно оценить взаимосвязи между ними.

Практическая значимость работы. Установленные особенности воздействия систем основной обработки почвы, различных доз минеральных удобрений под бобовую и зерновую культуры на характер изменения биологической активности почвы в разные по гидротермическим условиям годы могут быть использованы при разработке систем управления биологической активностью темно-серой лесной почвы с целью воспроизводства и сохранения ее плодородия.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседаниях Ученого Совета ВНИИ ЗБК.

Публикации. По материалам диссертации выполнено 3 печатные работы.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из общей характеристики, шести глав, выводов и предложений производству, изложена на 132 страницах машинописного текста; включает 23 таблицы в тексте и 5 в приложениях, 44 рисунка. Список использованной литературы содержит 179 наименований, из них 37 зарубежных.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Для увеличения производства сельскохозяйственной продукции, получения стабильно высоких урожаев в любых погодных условиях на современном этапе интенсификации земледелия остро поставлены задачи разработки и внедрения эффективных методов сохранения и воспроизводства почвенного плодородия с учетом зональных почвенно-климатических особенностей. Региональные системы земледелия должны предусматривать пути наиболее полной реализации потенциальной возможности почвы по производству продукции возделываемых культур, при одновременном сохранении и повышении плодородия этих почв. Создание бездефицитного и положительного баланса гумуса и элементов минерального питания в почве и получение высоких урожаев обуславливает необходимость разработки научно обоснованных, дифференцированных по регионам высокопродуктивных моделей плодородия и приемов управления ими.

Отмеченный в земледелии рост суммарных нагрузок агрохимикатов, механических обработок и других энергоемких агротехнологий сопровождается ускоренным развитием микробиологических процессов минерализации свежих органических субстратов. При этом их трансформация направляется по пути «биологического сгорания» и выброса в атмосферу углерода в виде СО2, коэффициенты гумификации резко снижаются. Литературные данные всего мира показывают, что коэффициент гумификации понизился по сравнению с экстенсивным земледелием в 1,5-2 раза. Отсюда усиление деградации гумуса и снижение плодородия почв ( по Ю.Н. Рябковой, 1990). Длительная распашка черноземов, по данным Б.П. Ахтыр-цева (1997), привела к снижению содержания гумуса в пахотном горизонте с 710% до 5-7%. За последние 15 лет потеряно 9,5% от исходного его содержания в пахотном горизонте. При этом, по мнению А.И. Жукова (1988), процесс дегумифи-кации наблюдается повсеместно: потери гумуса составляют 40% на дерново-подзолистых почвах и 25-54% на черноземах. В США интенсивное использование почв в течение 50 лет привело к понижению их качества, истощению природных ресурсов. Поэтому высказывается необходимость ослаблять интенсивность возделывания сельскохозяйственных культур для предотвращения ухудшения свойств почв (Naylor Rosamond, 1996).

Трансформацию состава органического вещества почв невозможно определить без подробного изучения деятельности почвенных микроорганизмов, которые и контролируют этот процесс. По мнению Balesdent J. (1999) до сих пор нет ответа на один из старейших вопросов о составе и динамике почвенного органического вещества. Однако почва в современном понимании представляет собой целостную многокомпонентную динамичную, саморегулирующуюся систему, состоящую из множества гетерогенных микросред, заселенных микроорганизмами с различными трофическими потребностями. В зависимости от складывающихся при той или иной обработке экологических условий различные микроорганизмы находят для себя зоны активного действия, другие пребывают в состоянии анабиоза или «выжидания» подходящих для них условий. В последнее время установлено, что одни и те же микроорганизмы при благоприятных условиях могут выполнять различные функции, в связи, с чем деление их на физиологические группы стало условным. Однако, изучая микроорганизмы на средах с различными источниками питания, мы получаем ценную информацию о потенциальных возможностях почвы, отдельных ее слоев в создании условий для проявления тех или иных функций комплекса почвенных микроорганизмов при той или иной технологии возделывания культур. Это помогает лучше понять происходящие в почве процессы.

Направленность и напряженность почвенно-биологических процессов необходимо изучать в динамике. По мнению, Д.Г. Звягинцева (1987) перспективность динамических исследований заключается в том, что они позволяют расширить наше представление о механизмах образования микробной массы и ее количественном изменении во времени, утилизации в почве. Такой подход к проблеме дает возможность создать математическую модель и установить строго количественные закономерности функционирования почвенных микроорганизмов.

В США делаются попытки создать модель динамики почвенного углерода при традиционной и нулевой обработках. В модели микроорганизмам отводится важная роль в разложении органического вещества. Сделана попытка представить иерархическую структуру и трофические взаимодействия в пищевых цепях (Fu Shenglei и др.,2000). В работах Костова О. (1997) также подчеркивается, что гетеротрофные микроорганизмы, которые разлагают органическое вещество почв, играют ключевую роль в образовании и скорости круговорота питательных элементов и в значительной степени определяют способность почвы их поставлять. Сложность создания модели динамики почвенного углерода обусловлена многообразными функциями почвенной микрофлоры. Доказано, например, что только в разложении гуминовых кислот могут принимать участие различные группы микроорганизмов - грибы, бактерии, актиномицеты (Дульгеров и др., 1987; Канивец и др., 1989; Свиридова и др., 1988).

Некоторыми учеными делаются попытки установить количественные взаимосвязи между различными показателями, с целью выявления наиболее четких критериев плодородия. По данным Lu Xiao-Nan и др.(1999) урожайность достоверно коррелирует с содержанием общего углерода, доступного азота, фосфора и калия. А органический углерод, общий и легкоусвояемый азот, в свою очередь достоверно коррелирует с микробной массой (Yao Huaiyng и др., 1999). Достоверную связь между общим количеством микроорганизмов и урожайностью отмечают И.Н. Ромейко и др.(1978), И.Я Сидоренко и др. (1989). В свою очередь внутри микробного сообщества наиболее взаимосвязаны бактерии, использующие органические и минеральные формы азота (Багданавичене и др. 1974; Переверзев и др. 1974). И.Ф. Каргин и др. (1982) установили зависимость между содержанием нитратов и урожайностью ячменя. В.Ф. Вальков и др. (1982) также приводят данные о тесной взаимосвязи между количеством нитратного азота и урожаем культур. Yang Quan-Pin и др. (2000) установлена высокая корреляция бактериального разнообразия с содержанием органического вещества и азота в почве.

Поэтому необходим глубокий научный анализ влияния современных агро-технологий на жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, интенсивность биологических процессов в почвах, который позволит создать высокоэффективные, экологически приемлемые технологии и системы земледелия. Агротехноло-гии, позволяющие добиваться лишь кратковременных эффектов в прибавке урожая за счет деградации гумуса, почвенного плодородия не могут считаться перспективными. Биологически обоснованные системы земледелия предусматривают установление максимально допустимых нормативов антропогенной нагрузки на почвы с учетом экологической буферности, то есть способности почв сохранять основные структурно-функциональные характеристики при массированном воздействии интенсивных технологий. При этом необходимо учитывать, что в каждой устойчивой экосистеме потребность ее компонентов в пище должна соответствовать имеющимся возможностям ее получения при максимально экономичном расходовании ресурсов плодородия. Поэтому необходимо добиваться не максимальной активности микробных процессов в почве, а доведение их интенсивности до определенного уровня - оптимального - чаще неизвестного. Только благодаря сбалансированности отдельных процессов друг с другом, комплекс составляющих биоценоз организмов будет функционировать таким образом, что непроизводительные потери имеющихся энергетических и материальных ресурсов сводятся к минимуму. Эти системы обладают высоким «запасом прочности» (Аристовская Т.В, 1988).

По мнению Д.Г.Звягинцева и др. (1999) плодородие, в широком смысле, представляет собой интегрированный системный показатель почвенных процессов и свойств в результате длительного периода почвообразования. Это многопараметрический показатель, количественные и качественные характеристики которого отражают особенности функционирования конкретной почвы, ее внутреннюю структуру и внешние связи. Именно поэтому совокупность корректирующих друг друга микробиологических и биохимических показателей позволяет полнее и объективнее оценить эффективность применяемых систем обработки, плодородие изучаемых фонов (Кашинская, 1984). Так как в условиях антропогенного воздействия в почвах происходит существенная перестройка не только таксономической структуры микробных ассоциаций, но и их биохимической или функциональной деятельности. Многие микроорганизмы при этом переключаются на другой тип обмена веществ, значительно изменяя качественный состав продуцируемых в среду метаболитов (Туев, 1988).

Для того чтобы выявить микробиологические показатели, по которым можно судить об изменении уровня окультуренности почвы под влиянием приемов технологий, необходимо сопоставление микробоценозов целинных и окультуренных почв.

Следует иметь в виду, что выработать микробиологические критерии, определяющие окультуренность почв очень трудно из-за гетерогенности объекта исследования - почвы, высокой динамичности биохимических процессов, неустойчивости структуры микробного сообщества, стихийности гидротермического режима почв. Это приводит к значительным расхождениям в результатах исследований, публикуемых в печати. Поэтому большинство авторов пришли к выводу, что только по совокупности микробиологических показателей можно диагностировать уровень окультуренности почвы.

При окультуривании, например, дерново-подзолистых почв происходит увеличение плотности бактериального населения, особенно значительное в нижней части пахотного горизонта и в верхней подпахотных слоев, но при этом существенного перераспределения в почвенном микробоценозе не наблюдается. Одни и те же группы микроорганизмов доминируют и в целинной и в окультуренной почве (микроорганизмы на крахмал-аммиачном агаре (КАА), олигонитрофилы, фосформинерализующие). Более других при окультуривании увеличивается численность микроорганизмов на мясо-пептонном агаре (МПА), КАА, нитрификато-ров, а в более глубоких слоях почвы - актиномицетов, денитрификаторов. Слабо изменяется биохимическая активность почвы, за исключением нитрификации в нижней части пахотного слоя (она увеличивается в окультуренных почвах) (Миненко и др., 1989). Г.В. Миренюк и др. (1988) также считают, что антропогенное воздействие стимулировало развитие аммонификаторов, бактерий, использующих минеральные формы азота, денитрификаторов, и подавляло целлюлозоразлагаю-щую активность, снижало содержание гумуса. Compton J. и др. (2000) утверждают, что даже сельскохозяйственная практика девятнадцатого века снизила содержание питательных элементов и увеличила популяцию нитрификаторов и образование нитратов.

По мнению О.М Паринкиной и др. (1995) интенсификация сельскохозяйственного производства вызывает значительные нарушения в функционировании почвы, как природного тела, в формировании и активности ее живой фазы, в первую очередь микрофлоры, поскольку микроорганизмы являются исключительно чуткими реагентами на изменения, происходящие в окружающей среде. Поэтому обращение к изучению почвенной микрофлоры и мониторинг изменений в этой важнейшей части почвенного покрова при его сельскохозяйственном использовании является в высшей степени актуальным и практически значимым. В целинных почвах количество аммонийного азота больше чем нитратного. Уменьшение величины соотношения аммонийного азота к нитратному в пахотных почвах свидетельствует о разбапансированности почвенных процессов, присущих целинным почвам. Понижается численность почвенных грибов. В почвах пашни происходит уменьшение микробной массы в течение периода вегетации, а в целинных идет ее нарастание, что говорит о преобладающем процессе почвообразования с потерей органического вещества при вспашке. Наиболее интенсивно разложение клетчатки происходило в целинных почвах. Интенсификация некоторых сторон микробиологической активности, обусловленная агромелиоративными мероприятиями, приводит к тому, что биохимическая активность микрофлоры оказывается выше того оптимального уровня, который обеспечивает устойчивость экосистемы. Результаты оценки влияния различных способов сельскохозяйственного использования почв на круговорот органического вещества и микробиологическую активность показали, что целинная почва характеризовалась более медленным круговоротом органического вещества и более высокой эффективностью гумификации по сравнению с пахотной почвой. (Trinchera А. и др., 1999)

Интересны данные представленные J1.B. Ильиной (1980), которая утверждает, что при отвальных обработках, как в чистом пару, так и в посевах полевых культур в течение вегетации в среднем через 2,5-3 месяца происходит дифференциация пахотного слоя на две прослойки: верхнюю - более плодородную и нижнюю - менее плодородную. Глубокая обработка с оборачиванием пласта создает однородный пахотный слой на более длительное время. А И.С. Востров (1989) экспериментально показывает, что гумус образуется в аэробных условиях, в анаэробных образуются продукты брожения. То есть дифференциация пахотного слоя является постоянным природным процессом, происходящим в почвах. По мнению Н.И. Картамышева (2000) природа формирует плодородие в поверхностном слое, а земледелец вспашкой, оборачивая обрабатываемый слой почвы на определенную глубину, разрушает созданную природой систему. Поэтому необходимо помогать природе, разрабатывая приемы безотвального рыхления.

Отсюда вытекает, что одним из важнейших факторов направленного регулирования почвенного плодородия является соответствующая конкретным почвенно-климатическим условиям система обработки почвы. Механическая обработка почвы, как известно, изменяет водно-воздушный, тепловой режимы почвы, ее физико-химические, микробиологические и биохимические свойства. Различие основных обработок, с позиции почвенной микробиологии, заключается в неодинаковой степени рыхления почвы и заделки растительных остатков на разную глубину. Эти различия в аэрации и обеспеченности энергетическими и пищевыми ресурсами в пахотном слое и определяют, в каждом случае, свой ход микробиологических процессов распада и синтеза многообразных веществ, влияющих на плодородие почвы (Егоров, 1981). Обработками почвы можно в значительной степени воздействовать на интенсивность микробиологического разложения органического вещества и его гумификацию.

Но при этом, по мнению Л.Д. Зуевой и др.(1988) трудно предположить для такой динамичной живой системы, как почва, потери гумуса равными из года в год, зависящими от погодных и прочих условий эксплуатации почвы. Так факт колебаний урожайности в 2-3 раза - прямого следствия состояния почвы - при одной и той же агротехнике под влиянием только погодных условий не вызывает удивления. Вероятно, то или иное воздействие, например вид основной обработки, также в зависимости от погодных условий года оказывает или «затушеванное» другими факторами, или четко обнаруживаемое влияние на биологическую активность почвы, запасы общего углерода.

Возможно, именно ввиду вариабельности условий дискуссионным на сегодняшний день остается вопрос оценки микробиологических процессов синтеза и минерализации гумуса и органического вещества при отвальной вспашке, в сравнении с безотвальными обработками. Кроме того, наука в настоящее время располагает весьма ограниченными материалами о комплексном действии основных факторов формирования урожая сельскохозяйственных культур, которые регулируются деятельностью человека (Кутовая, 1988).

По результатам исследований, представленных О.А Берестецким (1986), Н.А Туевым (1984) наиболее благоприятное влияние на процессы гумусообразования в дерново-подзолистой почве оказало безотвальное рыхление. В этом варианте коэффициенты гумификации люпина и ячменя возрастали на 23,5.25,95% по сравнению с отвальной вспашкой, высокий уровень гумификации наблюдается и при поверхностной обработке. В.И. Канивец и др. (1989) также считают, что систематическая безотвальная, плоскорезная обработки дерново-подзолистых почв, сопровождающиеся концентрацией растительных остатков в поверхностном слое, еще больше увеличивают ее биологическую активность, в нем возрастает количество гумуса. Все это благоприятно сказывается на свойствах обрабатываемого слоя. Через 13 лет применения плоскорезной обработки проявилась четкая тенденция к увеличению органического вещества в общем обрабатываемом слое.

На серых лесных почвах по данным И.Н. Долотина (1995) при бессменной плоскорезной обработке прослеживается тенденция к накоплению в верхнем слое гумуса и улучшение оструктуренности почв. Это в первые годы сопровождается снижением содержания гумуса в более глубоких слоях почвы, но только в первые годы. Увеличение содержания гумуса при ежегодной минимальной и комбинированной обработках, по сравнению с отвальными, 5,2% и 4,7% соответственно, подтверждают данные Г.Д. Аверьянова и др.(1980). Tebrugge F. и др. (1990) считают, что накопление органического вещества и питательных элементов в поверхностном слое при сокращенной обработке оказало благоприятное влияние на плодородие почвы, поэтому уменьшение интенсивности обработки почвы может заменить отвальную вспашу в земледелии Германии. В.И. Канивец и др.(1989) утверждают, что дерново-подзолистой почве, обрабатываемой плоскорезом, присуща как более высокая гумусность, так и более высокая численность микроорганизмов, а также более эффективные биохимические процессы - накопление аммиака, нитратов, азотфиксация, разложение целлюлозы. Также на дерново-подзолистых почвах в сравнении со вспашкой при плоскорезной обработке отмечено уменьшение общего выноса азота культурами севооборота, но увеличение усвоения азота удобрений (Автушенко и др., 1999). При плоскорезной обработке, таким образом, менее благоприятны условия для минерализации органического азота почвы. Г.И. Казаков и др. (1989) отмечают, что в осенний период растительные остатки более интенсивно разлагались на безотвальных обработках. Минерализация гумуса уменьшается на вариантах безотвальных и поверхностных обработках, по сравнению с отвальными. По сравнению с ежегодной вспашкой плоскорезная обработка почв Сибири способствовала накоплению гумуса в слое 0.30см, то есть во всем изучаемом слое (Ершов, 1990). Л.Б. Битюкова и др. (1988) отмечают, что длительное применение плоскорезной обработки на черноземах лесостепи Украины по неудобренному фону стабилизирует содержание гумуса в слое 0.20 см. Но общие запасы в слое 0.40 см были близкими по безотвальной и отвальной обработках.

Американские и канадские исследователи считают, что переход от вспашки к минимальной обработке может создать важные условия для эффективного использования атмосферного СОг. Гетеротрофные микроорганизмы способны ассимилировать углерод углекислоты почвы и почвенного воздуха. В ходе этого процесса углерод углекислоты превращается в углерод органических веществ, который после отмирания микроорганизмов переходит в гумусовые соединения почвы. В среднем - уровень гетеротрофной ассимиляции углерода составляет 5,6% от общего его содержания в клетке (Ананьева и др., 1978). Поэтому изменением характера сельскохозяйственного использования можно эффективно контролировать эмиссию СО2. По данным Н.К. Шикулы и др.(1994); Gebpart D. и др.(1994); Dumanski J. и др.(1998); Lupwagi N.Z. и др. (1999) процесс ассимиляции углерода гетеротрофной микрофлорой интенсивнее протекает при бесплужных обработках по сравнению со вспашкой. Минимальная обработка также снижает поверхностный смыв удобрений, увеличивается вертикальное проникновение воды и питательных элементов, тогда как длительная отвальная вспашка приводит к разрушению органического вещества и структуры почвы. (Duiker S.W. и др., 1999; Arsland М.А.,1999). Болгарские ученые отмечают к тому же, что при отсутствии обработки образование детрита идет интенсивнее. Детрит очень чувствителен к обработке почв. (Панчев и др., 1998). В.И. Канивец (1989) утверждает, что безотвальные обработки стимулируют накопление собственно гумусовых веществ, то есть -гумуса коллоидной природы.

По результатам исследований А.Д. Михновской и др. (1986), при поверхностной обработке имеет место повышение оптической плотности гумуса. Происходит дифференциация пахотного слоя и повышение содержания гумуса в слое 0.10 см по безотвальным обработкам, общее его количество в пахотном слое не имеет различий с отвальной обработкой. Н.А. Старовойтов (2001) и ряд других исследователей также показывают дифференциацию слоев по плодородию при длительном применении поверхностных обработок. На плоскорезной обработке происходит дифференциация пахотного слоя, подобно целинным почвам, возрастает общее содержание гумуса (Канивец, 1989). При изучении Д.Е. Полонской и др. (1990) приемов основной обработки было установлено, что рыхление на 22 см по сравнению со вспашкой способствует иммобилизации нитратного азота после уборки культур. Коэффициент накопления гумуса на вспашке составил 78,2%, на плоскорезе 162%.

Кроме научных данных подтверждающих положительное влияние безотвальных обработок, существуют другие - о несущественном или отрицательном их действии на свойства почвы. Например, Vang-Xue Ming и др.(1999) отмечают, что хотя минимальная обработка увеличивает содержание углерода в виде надземных -4'. остатков и количества органического углерода в нескольких верхних сантиметрах почвы, она не повышает его общего запаса. По данным Р.С. Кираева и др.(1997) анализ содержания гумуса на выщелочных черноземах, при различных способах возделывания культур, показывает тенденцию его увеличения на безотвальном и отвальном способах обработки, но мелкая обработка способствовала некоторому снижению его содержания в пахотном слое почвы. А.В. Вражнов (1996) утверждает, что на дерново-подзолистых почвах длительное применение бесплужных обработок приводит к дифференциации пахотного слоя, но не оказывает влияния * на общее содержание гумуса в слое 0-40см. В целом, отмечается снижение содержания гумуса при всех системах обработки. А.Д. Грицай и др. (1981) отмечают, что суммарное количество питательных веществ по вариантам вспашки и поверхностной обработки было одинаковым, и по содержанию гумуса тоже.

Л.И. Никифоренко (1985) считает, что одними только безотвальными обработками нельзя решить проблему сохранения и накопления гумуса в почвах. Обусловленная безотвальными обработками почвы локализация органических веществ в поверхностном слое, постоянно подвергающемуся интенсивному влиянию атмосферных и техногенных факторов, слабое поступление гумусообразователей в 4 нижние слои не являются условиями эффективной гумификации во всем корневом слое. Отвальная вспашка обуславливает не только минерализацию гумуса и растительных остатков. Заделка органических веществ в нижележащие, менее аэрируемые слои почвы, тесный контакт веществ с почвенной массой являются факторами, при которых создаются лучшие условия сохранения и накопления гумуса.

И.П. Таланов и др. (1996) сделали вывод о нецелесообразности применения длительных плоскорезных обработок, так как при их применении наблюдалась дифференциация пахотного слоя по плодородию в пользу верхней его части, а при пересыхании верхнего слоя ухудшались условия питания растений.

При неоднозначной оценке отвальных и безотвальных обработок многие ученые отмечают положительное влияние их чередования. Так, применение комбинированной обработки на черноземах южных способствует увеличению содержания гумуса в обрабатываемом слое и получению высоких урожаев (Михновская, 1989). Б.П. Мальцевым (1996) установлено, что нецелесообразно полностью заменять вспашку дерново-подзолистых почв плоскорезной обработкой. Наилучшим вариантом является их чередование по улучшению физических, биологических свойств, повышению продуктивности и снижению энергозатрат. Результаты исследований А.П.Исаева и др. (1998) свидетельствуют о высокой энергетической эффективности комбинированной (отвально-плоскорезной) системы обработки почвы и увеличении продуктивности севооборота, по сравнению с отвальной вспашкой.

A Liebig М.А. и др. (1999), Н.А. Лопачев и др. (1998), А.Х. Куликова (2001) связывают улучшение состояния почв не только со снижением частоты вспашки, а и с большим разнообразием возделываемых культур, применением органических веществ, возделыванием бобовых трав.

Кроме количественного изменения содержания гумуса под влиянием различных систем обработки в длительных стационарных опытах необходимо изучать и качественные изменения гумуса в различных севооборотах, в каждой почвенно-климатической зоне (Аюпов и др., 1997). Так, например, по результатам исследований Stockfisch N. и др. (1999), вспашка проведенная в Германии через 20 лет после применения поверхностной обработки за зимний период разрушила прибавку углерода и азота, накопленную за предыдущий период, предположительно из-за ее лабильного качества. В нижнем слое возросло количество микробной массы. При распашке черноземов типичных снижается содержание полуразложившихся растительных остатков, процесс трансформации которых в целинных условиях задерживается и они концентрируются в виде детрита. (Лапиш, 1997)

В связи с неоднозначностью получаемых экспериментальных данных возрастает необходимость проведения широкомасштабных комплексных, сопровождаемых углубленными исследованиями, долгосрочных полевых опытов, в которых должна детально изучаться роль ключевых организмов почвенных экосистем и отдельных функциональных групп из-за их уязвимости (экосистем) при интенсивном сельскохозяйственном использовании (Brussard L., 1997). Долгосрочность экспериментов обусловлена ярко выраженной динамичностью микробиологических процессов (Здравков и др. 1989.; Аристовская и др. 1974; Мишустин 1974).

Все перечисленные выше изменения плодородия связаны с изменениями почвенной микробиологии. Экспериментальные данные, представленные В.К. Кашинской (1984) показывают, что процессы трансформации органических и минеральных соединений дерново-подзолистых почв по плужной обработке протекали значительно интенсивнее, чем по плоскорезной. Коэффициент минерализации также был выше. Количество микроскопических грибов в почве обеих вариантов было близким. Принимая во внимание, существующее сейчас мнение о грибах, как основных деструкторах органических веществ, создающих условия для развития различных бактерий на продуктах своего ресинтеза, можно заключить, что плужная обработка способствует развитию большего количества микроорганизмов с самыми разнообразными функциями. Это приводит к чрезмерно интенсивной и глубокой переработке запасов органического вещества, большей части его компонентов в размерах, часто превышающих потребности растений в элементах питания. Без дополнительного внесения органических веществ такие обработки приводят к потере гумуса и плодородия почвы в целом. В отношении бережного, экономного расходования запасов органических веществ - плоскорезная обработка является более эффективной, чем плужная.

Л.Б. Битюковой и др. (1988) установлено, что отвальная вспашка, в сравнении с безотвальными обработками, вызывает более глубокую минерализацию азотсодержащих органических соединений в почве, что сопровождается повышением численности аммонифицирующих, нитрифицирующих бактерий, микроорганизмов, утилизирующих минеральный азот во всем слое почвы 0.40см. Преимущественное развитие в черноземе микроорганизмов, обладающих активным метаболизмом, при отвальной вспашке, в сравнение с безотвальными обработками, сопровождается и расширенным соотношением между численностью микрофлоры, потребляющей минеральный азот, и численностью сапрофитов. Коэффициент минерализации на вспашке выше, чем при безотвальных и поверхностных обработках. Степень сопряженности между аммонификаторами, микроорганизмами, ассимилирующими минеральный азот и нитрификаторами довольно тесная. Удельный вес автохтонной микрофлоры, способной разлагать гумусовые вещества, возрастает в варианте отвальной вспашки на 8% по сравнению с безотвальной (плоскорезной) и на 7,4% с поверхностной обработками. Коэффициент гумификации остатков ячменя возрастает по сравнению с отвальной вспашкой на 5,4%.53.9% в зависимости от гидротермических условий года.

Определение роли обработки, как управляющего воздействия по отношению к биологической активности почвы В.Ф. Юринской и др. (1989) показало, что вспашка создает более благоприятные условия для развития микроорганизмов в почве и для трансформации различных по составу органических веществ по сравнению с плоскорезной обработкой. При плоскорезной обработке активно проходит первый этап разложения свежего органического вещества, его азотсодержащих компонентов. На следующем этапе, когда трансформации подлежат более устойчивые соединения, судя по целлюлозоразлагающей способности почвы, на плоскорезной обработке процесс разложения тормозится. Полученные данные могут свидетельствовать о возможности накопления при безотвальной обработке в почве полуразложившихся органических углеродистых остатков.

Л.Б. Битюкова и др. (1989); P.M. Уляшова и др. (1989) установили, что коэффициент минерализации достигает самых высоких значений в вариантах вспашки и составляет 2.5,8, на поверхностной обработке 1,9.4,2. Безотвальные способы обработки способствуют повышению численности микрофлоры, связанной с переработкой свежих органических остатков, что обеспечивает более высокое накопление гумуса в верхнем 0-10см слое почвы.

В Л. Ершов (1990); А.Д. Михновская и др. (1986); А. А. Чепрасов и др.(1999); В.И. Торжевский (1983); О.Г. Сулейманова (1984); Б.Г. Мурзаков и др. (1988) отмечают снижение численности микроорганизмов и скорости минерализации органического азота при минимализации обработки.

Ряд других авторов утверждают, что при лучших условиях гумусообразова-ния и высокой эффективности биохимических процессов (накопление аммиака, нитратов, разложение целлюлозы) при безотвальных обработках повышается и численность микроорганизмов. (Голодяев и др. 1997, Татарико и др. 1988, Канивец и др. 1989) По наблюдениям О.Ф. Хамовой и др.(1990) численность микроорганиз

4' мов в слое почвы 0.20 см при разных способах обработки выщелочного чернозема существенно не различалась, однако прослеживалась дифференциация пахотного слоя по биологической активности в зависимости от обработок. Численность бактерий на почвенном агаре была выше в слое 0.10 см при поверхностных безотвальных обработках, а на вспашке в слое 10.20 см. Аналогично изменялась численность целлюлозоразлагающих микроорганизмов. При минимальных обработках нитратного азота в почве накапливается меньше по сравнению со вспашкой. Почвозащитные обработки способствуют более экономной минерализации органического вещества по сравнению со вспашкой, так как образование нитратов за счет внутренних азотных резервов почвы на 22.37% выше при поверхностных обработках.

Н.Я. Кутовая (1988), напротив, экспериментально доказывает, что увеличение автохтонной микрофлоры повышалось на вспашке (черноземы) в 1,5 раза, по плоскорезу в 1,6; в нижнем горизонте в 1,8 и 2,1 соответственно. Содержание гумуса снизилось в слое 0.40 см на 0,68% по вспашке,.и на 0,88% по плоскорезу. И по плоскорезной обработке и по вспашке начинают преобладать минерализаци-онные процессы, происходит снижение наиболее агрономически ценной - подвижной части гумуса. А.Н. Власико и др. (2001) приходят к выводу, что минимальная обработка почвы может в сравнении со вспашкой повышать, понижать, либо существенно не изменять масштабы минерализации почвенного азота. 45-летние опыты, проведенные в Англии, показали, что 31 год потребности озимой пшеницы в азотных удобрениях по вспашке и минимальной обработке были одинаковы, 10 лет она (потребность) была ниже на вспашке, и 4 года растения были лучше обеспечены по минимальной обработке.

Неоднозначность представленных данных показывает необходимость более подробно рассмотреть основные факторы, влияющие на почвенно-микробиологические процессы, один из важнейших - временной.

По мнению А.К. Миненко и др. (1982) поверхностная обработка дерново-подзолистой почвы, по сравнению со вспашкой при 3-летнем наложении, не изменила биологическую активность в слое 0.10 см, активизировала минерализаци-онные процессы в слое 10.20 см, понизила численность грибов в слое 20.30 см, не повлияла на урожайность. При 7-летнем наложении в слое 10.20 см понизилась численность грибов и бактерий, использующих минеральные формы азота, ухудшился кислотный режим слоя 0.10 см, не увеличилось содержание подвижных гумусовых веществ (ближайшего резерва доступных форм азота).

А.Д. Михновская и др. (1992) экспериментально доказывают что, чем дольше проводится обработка черноземов без оборота пласта, тем выше биогенность верхнего слоя почвы (0.10 см). Изменяется не только численность микроорганизмов, но и их состав и активность. Уменьшается количество автохтонных микроорганизмов, то есть деструкторов гумуса. При 5-летнем наложении бесплужных обработок установлено существенное увеличение общего углерода и при поверхностной, и при плоскорезной обработках причем, в целом, для слоя 0.30 см. Но при длительном применении бесплужных обработок увеличение численности эвтотрофных микроорганизмов, активно участвующих в деструкции свежего органического вещества, повышение активности минерализационных процессов, снижение активности ферментов, участвующих в процессах полимеризации и конденсации фенолов в ходе гумусообразования, в сравнении со вспашкой уже не обеспечивает увеличение содержания гумуса в слое локализации растительных остатков. С увеличением длительности бесплужных обработок возрастает подвижность органического вещества. При непродолжительном (2.5 лет) применении бесплужных обработок в слое 0.10 см наблюдается рост численности и усиление активности микроорганизмов, участвующих в трансформации свежего органического вещества, что обеспечивает достоверное накопление 0,3.0,4% гумуса. При длительном (18 л) применении этих обработок за счет значительного усиления минерализующей функции микробного ценоза усиливается деструкция как вновь поступающего органического вещества, так и периферических структур гумусовых молекул, что не способствует гумусонакоплению.

Гидротермические условия являются одним из важнейших факторов, влияющих на почвенно-биологические процессы.

По мнению С.И. Христенко и др. (2002) наиболее значимым фактором, влияющим на функциональную структуру микробного ценоза оподзоленного чернозема, является температура. Влажность усиливает действие температурного фактора. Менее всех реагировали на гидротермические условия грибы. Ж. Войно-ва-Райкова и др.(1986) отмечают благоприятное влияние температуры на развитие микрофлоры. Причем при повышении температуры и при влажности 80% ППВ и при 40% ППВ численность и активность микрофлоры возрастает.

А.И. Чундерова и др. (1974) показывают, что суммарная азотфиксирующая активность почвы (дерново-подзолистой) находится в прямой достоверной зависимости с численностью свободноживущих микроорганизмов, которая изменяется мод влиянием температуры, влажность влияет меньше. Е.А. Симоновой (1997) установлена экспоненциальная зависимость скорости деструкции органического вещества от среднегодовых и суммы активных температур на Европейской территории России. А.Ш. Мамилов и др. (1999) считают, что биомасса почвенных микроорганизмов и интенсивность дыхания во многом определяются естественными колебаниями температуры.

Г.С. Муромцев и др. (1976) признают, что повышение температуры почвы на каждые 10°С ускоряет биохимические процессы в 2-3 раза. При этом процесс аммонификации, выполняемый многочисленными и разнообразными представителями почвенного микронаселения, может проходить в широком диапазоне температур, влажности, при различном воздушном режиме почвы. В отличие от аммо-нификаторов - нитрифицирующие бактерии чутко реагируют на изменение условий среды (понижение влажности почвы). Процесс денитрификации имеет температурный оптимум в пределах 25-30°С ( Рыжова 1979, Берестецкий и др. 1984), максимум при 45°С (Jones L. 1974). При понижении температуры на каждые 10°С, скорость снижается в два раза. А при понижении температуры с 10° С до 5°С скорость падает еще резче (Stanford G., 1975).

По мнению О.А. Берестецкого и др.(1984) понижение температуры почвы снижает интенсивность процессов минерализации, поэтому понижение температуры в большей мере благоприятствует процессам синтеза, а повышение - процессам разложения органического вещества.

Существенным фактором влияющим на почвенный микробоценоз является само растение.

В.Г. Алехиным и др. (1990) установлена определенная зависимость между химическим составом фитомассы растений и численностью микроорганизмов, усваивающих минеральный и органический азот. Под культурами с узким соотношением C:N их численность повышается, а с широким - снижается. Наиболее существенными для питания растений, по их мнению, являются циклы углерода и азота. Фактически содержание и соотношение в почве углерода и азота определяют ее важнейшее свойство - плодородие.

4; А.П. Лисовой (1974) установлено, что наиболее высокая активность процессов аммонификации и нитрификации проявляется под бобовыми культурами, лимитируются они недостатком энергетического материала. И.Д. Свистова (1988) отмечает значительную интенсификацию минерализационных процессов в почве под посевами гороха, увеличение микробной массы, запасание азота в почве; повышение активности несимбиотической азотфиксации на порядок. Тип фитоценоза не оказывает значительного влияния на общее количество грибов, происходит ,их видовая перестройка (Свистова , 1988).

Далее представим результаты исследований о влиянии мощного антропогенного фактора - минеральных удобрений на почвенно-биологические процессы. По данным С.A. Campbell и др. (2000) внесение азотных и фосфорных удобрений при отсутствии парования приводило к повышению содержания гумуса в почвах Канады. При оценке гумусного состояния черноземов А.П. Ларионовой и др. (2002) не выявлено существенных изменений в содержании и составе гумуса за 26 лет внесения полного NPK. Минеральные удобрения положительно влияли на почвенный углерод, за счет большего поступления растительных остатков при повышении урожайности. По мнению А.В. Захаренко (2000) энергетический потенциал гумуса увеличивался при применении полного минерального удобрения.

Л.Н. Шапова и др. (1977), 3.3. Аюпов и др.(1998), Г.С. Муромцев и др.(1976) отмечают стабилизацию содержания гумуса в различных типах почв при внесении полного NPK. Заметное снижение потерь гумуса на фоне полного минерального удобрения установили P.M. Уляшова и др. (1989), А.К. Миненко (1978), Л.И. Никифоренко (1985), Т.В. Тарвис и др. (1976).

А по мнению В.И. Канивец и др.(1989), Л.А. Карягиной и др. (1988) минеральные удобрения, увеличивая урожай, не предотвращают снижение содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах.

Нет однозначного мнения и по влиянию минеральных удобрений на почвенный микробоценоз.

Результаты исследований А.И. Шаряповой (1980) показывают, что расчетные дозы минеральных удобрений под уровень урожайности озимой ржи в 40 и 60 ц/га повышают численность и активность микрофлоры серой лесной почвы. Удобрения в большей степени влияют на количество микроорганизмов и в меньшей степени на динамику их численности. Значительно увеличивается нитрификационная способность и степень распада льняной ткани, особенно при оптимальной влаго-обеспеченности. (Каутская и др., 1990). По мнению Е.М. Андреюк и др.(1988) *>. усиление нитрифицирующей активности наблюдается при внесении всех видов удобрений, а клетчатка лучше разлагается при наличии минеральных удобрений. Н.А. Сандрак (1989) также отмечает четкую реакцию нитрификаторов на удобрения, при внесении высоких доз их численность возрастает в 165-200 раз. Н.П. Грачева и др. (1986) показывают активизацию жизнедеятельности целлюлозораз-лагающих микроорганизмов при внесении полного минерального удобрения. Т.А. Банкина и др. (1978) установили положительное влияние NPK не только на нитрификацию, но и на азотфиксирующую, аммонифицирующую способность почв. J1.P. ? Шарифулип (1985), И.Н. Скворцова и др. (1990) говорят об увеличении количества грибов на фоне NPK.

По результатам исследований В.А. Шлеенковой и др. (1981) все виды сложных удобрений, кроме нитрофоски, стимулируют размножение основных физиологических групп микроорганизмов. А В.Г. Алехин и др.(1990); А. Свирскине и др.( 1978); G.U. Molewar и др. (1999) не отмечают значительного влияния минеральных удобрений на микрофлору различных типов почв.

JI.A. Карягиной и др. (1981); А.К. Миненко (1978); А.К. Миненко (1974) установлено снижение биологической активности почвы, и в частности, ее нитрифи-* пирующей способности, при длительном применении минеральных удобрений.

О.М. Паринкина и др. (1988) объясняют это меньшей доступностью углерода удобряемых почв для микрофлоры.

Н.Ф. Гомонова и др. (1992) оценивают минеральные удобрения, как наиболее сильную нагрузку на микробное сообщество, которая не угнетает развитие микроорганизмов - компонентов изучаемого сообщества, а стимулирует реализацию их биологических возможностей. Такое состояние микробного сообщества способно обеспечить освобождение почвы от избытка поступивших в нее питательных элементов.

По мнению Г.В. Меренюк и др. (1988) численность основных систематических групп почвенной микрофлоры при низких дозах минеральных удобрений изменяется незначительно, при средних - возрастает, при повышенных происходит существенная перестройка микробного ценоза, выражающаяся в увеличении численности споровых форм бактерий, микроорганизмов на КАА, денитрифика-торов с одной стороны, и в подавлении численности микроорганизмов на МПА, нитрифицирующих и целлюлозоразлагающих микроорганизмов.

Из вышеприведенных литературных данных следует, что различные физиологические группы микроорганизмов по-разному реагируют на один и тот же фактор, поэтому в каждом конкретном случае активность определенной группы микроорганизмов будет определятся наличием значимых для ее функционирования условий. Рассмотрим физиологические особенности основных групп почвенной микрофлоры.

Как было показано выше, нитрифицирующие микроорганизмы в отличие от аммонифицирующих, отрицательно реагируют на понижение влажности почвы. Ряд исследователей показывают положительную взаимосвязь водно-физических условий пахотного слоя, особенно влажности, с интенсивностью образования нитратов (Андреюк и др. 1974; Егоров 1981; Ершов 1990).

Еще одним фактором, сдерживающим нитрификацию, является недостаток энергетического материала. В.Ф. Вальков и др. (1982) считают, что под культурами севооборота процесс нитрификации сдерживается из-за недостатка энергетического материала, так как в вариантах с навозом актуальное содержание нитратов и иитрификационная активность равны. Ф.П. Вавуло и др. (1970) показывают корреляцию численности нитрифицирующих бактерий с содержанием гумуса и азота в почве. Здесь уместно отметить то, что от 10 до 30% нитратов образуются за счет гетеротрофной нитрификации; для ассимиляции одного атома углерода бактерии-питрификаторы нуждаются в 100 атомах кислорода, тогда как потребность гетеротрофных микроорганизмов в кислороде в 20 раз меньше, да к тому же еще в литературе имеются убедительные данные совмещения двух функций: гетеротрофной нитрификации и денитрификации у одних и тех же организмов (по Кутузовой, 1988).

Изменение интенсивности процесса нитратонакопления, в зависимости от сочетания различных условий, приводит к отсутствию единого мнения о характере воздействия на него систем обработки почвы. Л.Д. Зуева и др. (1988) утверждают, что самая высокая нитрифицирующая активность (черноземы) была на поверхностной обработке, самая низкая на вспашке. Напротив, В.Г. Холмов и др. (1984); А.И. Шаряпова и др. (1980); В.Л. Ершов (1990) отмечают снижение нитрификаци-онной активности в слое 10.30 см при поверхностной обработке на различных типах почв, по сравнению со вспашкой.

Одновременно с нитрификационными процессами в почве проходят процессы денитрификации, которые приводят к газообразным потерям азота почвы.

Большинство исследователей связывают повышение интенсивности процесса восстановления азота с повышением влажности почвы и запасом доступного углерода (Tenuta и др., 2000; Kraiova М. и др., 1988; Artiola J. F. 1997; Рыжова 1979). Abbasi М.К. и др. (1988, 1989); R.D. Delaune и др(.1998); Н.А. Манучарова и др.(2000) считают, что денитрификация определяется количеством нитратов и лимитируется доступным углеродом. Н.И. Мильто и др. (1978) отмечают положительную взаимосвязь количества денитрификаторов и нитрификаторов.

С другой стороны оптимизация водно-воздушного режима не всегда обеспечивает, по мнению Р.С. Кутузовой (1988), более низкий уровень газообразных потерь. Денитрификаторы - это почвенные сапрофнты, факторы, ведущие к увеличению численности последних, одновременно увеличивают и количество организмов, потенциально способных к денитрификации. Н.И. Гантимурова (1984) также считает, что в почве существуют очаги с интенсивным развитием микрофлоры, где быстро поглощается кислород, и существуют условия, при которых начинается нитратное дыхание. R.R. Schnabel и др. (1994) отмечают, что без применения удобрений из почвы улетучивалось 15-17 кг/га азота независимо от уровня дрени-рованности. Не исключают возникновение и в хорошо аэрируемых почвах зон и очагов с благоприятными для денитрификации условиями и О.А. Берестецкий с соав.(1984), Klein A.D. и др.(1980), Robert М. и др.(1992). В экспериментальных данных представленных И.Н. Скворцовой и др. (2001) доказано, что в почве под лесом при более высокой влажности содержится больше аэробных зон, чем на пашне. А скорость денитрификации была на порядок выше на пашне, по сравнению с целиной (Новиков , 1999).

Т.В. Тарвис (1980) установил при помощи исследований с изотопом азота обратную связь между интенсивностью трансформации азота минерального в органические соединения почвы и размером его газообразных потерь. Такая связь между иммобилизационными процессами и денитрификацией существует в разных почвенных условиях и под различными сельскохозяйственными культурами.

А.В. Кураков и др. (2000) отмечают высокую достоверную корреляцию биомассы денитрифицирующих бактерий и скорости восстановления азота.

Stanford G. и др. (1975) считают, что минимальная обработка вызывает увеличение численности денитрифицирующих микроорганизмов, а комбинирование минимальных обработок и азотных удобрений приводит к дальнейшему усилению потерь газообразного азота (Palma R. и др., 1997).

Целлюлозоразлагающие микроорганизмы играют ключевую роль в цикле превращения углерода. В самом деле, клетчатка представляет собой преобладающую в количественном отношении составную часть растительных тканей и, следовательно, основной источник углерода в почве.

Ряд исследователей считают, что целлюлозоразрушающие микроорганизмы чутко реагируют на понижение влажности почвы (Берестецкий и др., 1984, Муромцев и др., 1976, Титов, 1976). Панова и др. (1980), Ж.Войнова-Райкова и др. (1986), Е.Н. Мишустин (1984), В.Т. Лобков (1999) отмечают положительную взаимосвязь процесса разрушения целлюлозы и обеспеченности почвы азотом (как правило, нитратным).

С.Ф. Шатохина и др. (1996), P.M. Уляшова и др. (1989) показывают, что интенсивный распад клетчатки происходит при благоприятных погодных условиях в почвах, где в значительном количестве обнаруживаются бактерии, принимающие участие в иммобилизации азота почвы.

Именно поэтому, по мнению Г.А.Титова (1976), разные приемы обработки, могут мало изменять, а один и тот же прием оказывать неравноценное влияние на активность целлюлозолитических организмов в зависимости от других факторов. Но тем не менее в большинстве работ, представленных по этой теме, показано снижение активности процесса разложения целлюлозы при переходе к безотвальным и поверхностным обработкам, по сравнению со вспашкой (Сидоров и др., 1982, Воронова 1976).

Несколько слов скажем о еще одной важной группе микроорганизмов - почвенных грибах.

По утверждению Г.А. Маминой (1989), грибы косвенно очень сильно влияют на другие микробиологические процессы: они подавляют азотфиксацию, активно участвуют в целлюлозоразрушении и аммонификации, отнимают азот у растений и других микроорганизмов, способны также восстанавливать нитраты до закиси азота (Пахненко и др., 1999). Это происходит, по мнению, Л.М. Полянской и др.(1990) из-за мицелярного роста грибов, который сводит к минимуму пространственную разобщенность и ограничения, связанные с поиском ресурсов в гетерогенной среде. Но при этом интенсивное использование почв снижает ее обсеме-ненность грибами и сужает их спектр (Dann U.,1988). Уменьшение количества грибов при пахотном использовании почв является одной из причин, по мнению Д.Л. Майсямовой (1997), уменьшения содержания гумуса, поскольку гуминовые кислоты образуются при участии грибов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Высокая динамичность почвенно-биологических процессов, стихийное действие гидротермических факторов, разнокачественность, поступающих в почву растительных остатков обуславливает необходимость проведения долгосрочных, стационарных полевых опытов в каждой почвенно-климатической зоне. Только многолетнее изучение воздействия того или иного приема технологии на почвенное микробное сообщество позволит сделать его достоверную оценку.

В изученной нами литературе весьма недостаточно освещаются вопросы влияния комплекса факторов: погодных условий, системы основной обработки, уровня минерального питания и культур севооборота на направленность микробиологических процессов в темно-серых лесных почвах - объекта наших исследований.

В повседневной практике земледелия оценка техногенной нагрузки недостаточно увязывается с пониманием процессов, происходящих в почве, не установлены количественные взаимосвязи между различными параметрами микробиологической активности. На основании этих взаимоотношений, в увязке с погодными условиями, возможна более корректная разработка агротехнологий, позволяющих получать высокие и устойчивые урожаи культур, при одновременном сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия.

ГЛАВА П. ЦЕЛЬ, ОБЪЕКТЫ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

Заключение Диссертация по теме "Общее земледелие", Цыбакова, Юлия Николаевна

ВЫВОДЫ.

1. В целинных почвах по сравнению с пахотными аммонифицирующая активность в слое 0.20 см выше на 20,9.34,4%, а нитрифицирующая ниже на 44,8.57,5%. Активизация окислительных процессов является причиной нарушения природного цикла превращения азота. Уменьшение соотношения N-NH4: N-NO3 в пахотных почвах свидетельствует о разбалансированности почвенных процессов, присущих целинным экосистемам, поскольку данное отношение является показателем их устойчивости и развитости.

2. Увеличение численности основных физиологических групп микроорганизмов (аммонификаторов, бактерий, использующих минеральные формы азота, олигонитрофилов) в темно-серых лесных почвах обусловлено интенсивностью прогревания почвы (временем повышения температуры почвы на каждые Ю°С в течение периода вегетации).

4. Ежегодная поверхностная обработка снижает аммонифицирующую активность в слое 0.10 см на 6,9.28,5% в зависимости от метеорологических условий года, нитрифицирующую активность в слое 10.20 см на 23,3.30,1% по сравнению с отвальной вспашкой. Численность денитрификаторов во влажные годы выше на поверхностной, чем на отвальной обработке, следовательно, потери азота будут выше на поверхностной обработке во влажные годы, а в засушливые ниже, чем на отвальной вспашке.

5. Интенсивная иммобилизация аммиачного азота микрофлорой в варианте ежегодной плоскорезной обработки, меньшая численность денитрификаторов по сравнению с отвальной вспашкой, способствует сохранению азота в почве и уменьшению его потерь в результате денитрификации.

7. Увеличение доз внесения минеральных удобрений (до 4,5 ц/га нитрофоски) под ячмень по сравнению с дозой Зц/га снижает аммонифицирующую активность почв (на 23.27%) в годы с достаточным увлажнением, что способствует более экономичному расходованию азотсодержащих органических веществ почвы и сохранению ее плодородия. В острозасушливые годы подобного действия не наблюдается.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

На темно-серых лесных почвах Лесостепной зоны РФ, в целях сохранения плодородия почвы целесообразно:

2- зернобобовая культура (горох) в севообороте - важный фактор сохранения азотсодержащего органического вещества почвы. Их возделывание снижает уровень минерализации этих веществ, что напрямую сказывается на уменьшении доз минерального азота в сравнении с зерновыми (ячмень);

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Цыбакова, Юлия Николаевна, Орел

1. Аверьянов Г.Д., Матюшин М.С., Мещанов В.И., Нуриев С.Ш., Иванова А.П. Влияние обработки почв на изменение агрохимических показателей.: Тез. докл. на юбилейной конф. Тат. НИИСХ, Казань. 1980. -. С. 14-15.

2. Агрохимические методы исследования почв. / Под ред. Соколова А.В. М: Наука. 1975.- 650с.

3. Алехин В.Г., Алехина J1.B. Регулирование почвенно-микробиологических процессов в севооборотах. // Вестник сельскохозяйственной науки. 1990. -№ И.-С. 56-62.

4. Ананьева Н.А., Никитин Д.И. Изучение процесса гетеротрофной ассимиляции СОг в почве. : Мат. к респуб. конф. "Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур.", Вильнюс, 1978.-С. 11-13.

5. Андреюк Е.И. Почвенные микроорганизмы и интенсивное землепользование. / Е.И. Андреюк, Г.А Иутинская., А.Н Дульгеров/ Киев: Наукова думка, 1988. - 187 с.

6. Аристовская Т.В. Микробиологические аспекты плодородия почв. // Почвоведение. 1988. - № 9. с. 53-61.

7. Аристовская Т.В., Багданавичене З.П., Ефремова Т.Н. Динамика изменений размеров бактериальной биомассы в почвах разных географических зон. . : Мат. симпоз. "Динамика микробиологических процессов в почве.", Таллин, 1974.-ч. 1. С.23-29.

8. Ахтырцев Б.П. Антропогенная трансформация черноземов Центральной России. : Тез докл. межд. конф. " Проблемы антропогенного почвообразования .", Москва, 16-17 июля, 1997. М., 1997. - т. 2. - С. 140143.

9. Аюпов 3.3., Амиров М.Б. Динамика гумуса в интенсивном земледелии. // Повышение эффективности производства в с.-х. Республики Башкортостан. Уфа, Баш. гос. аграр. универ-т, 1998. - С. 122-127.

10. Берестецкий О.А. Актуальность и практическая значимость микробиологических исследований в решении проблемы повышения плодородия почв. : Труды ВНИИСХМ. 1986. - т.56. - С.5-13.

11. Берестецкий О.А. Биологические основы плодородия почвы. / О.А. Берестецкий, Ю.М. Возняковская. М.:Колос, 1984.- 287 с.

12. Берестецкий О.А. Биологические факторы повышения плодородия почв. // Вестник сельскохозяйственной науки. 1986. - №3. - С. 29-38.

13. Битюкова Л.Б., Плишко М.К., Зиль JI.M., Туев Н.А. Биологические факторы плодородия чернозема левобережной лесостепи УССР при интенсивном земледелии.: Труды ВНИИСХМ. 1988 - т. 58 - С.30-39.

14. Большой практикум по микробиологии. / Под ред. Селибера Т.Л. М : Высшая школа, 1962. - 492с.

15. Вавуло Ф.П., Карягина Л.А. Взаимосвязь нитрификации с плодородием дерново-подзолистых почвы. // Книга "Физиология и биохимия микроорганизмов". -Минск. 1970. - С. 205-212.

16. Вальков В.Ф., Каргальцев В.И. Биологическая активность типичного чернозема и ее изменение под действием удобрений в севообороте. // Агрохимия. 1982. - № 4. - С. 64-69.

17. Верзилина Н.Д. Экологическая роль фитоценозов в сукцессиях почвенных микроорганизмов. : Сб. науч. трудов "Проблемы интродукции и экологии Центрального Черноземья.",Воронеж, 1997. С.118-122.

18. Власико А.Н., Шарков И.Н., Смищеков В.Е., Прозоров А.С. Минимальные обработки почвы и минерализация соединений азота. // Почвоведение. -2001. № 9. - С. 1111 -1117.

19. Войнова-Райкова Ж. Микроорганизмы и плодородие. / Ж Войнова-Райкова, В. Ранков, Г. Ампова. М.: Агропромиздат, 1986. - 119 с.

20. Воронова А.Ф. Влияние удобрений на биологическую активность почвы в зернопропашном севообороте. // Науч. труды " Селекция, семеноводство и агротехника полевых культур в Сибири.", Новосибирск, 1976. вып. 1. - С. 106-118.

21. Востров И.С. Рациональное использование микроорганизмов для повышения потенциального плодородия почв. // Вестник ВАСХНИЛ. 1989. -№ 1.-С. 103-110.

22. Гантимурова Н.И. Денитрификация в почвах Западной Сибири. -Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1984. 115с.

23. Голодяев Г.П., Черковская Г.Д. Влияние приемов обработки почвы на ее биологическую активность. :Мат. науч.-практ. конф." Мониторинг лесных и сельскохозяйственных земель Дальнего Востока.", Владивосток, 1997. -Владивосток, 1997. С.119-123.

24. Гомонова Н.Ф., Боровинская Л.Б., Скворцова И.Н. Изучение возможностей упоравления микробными популяцичми в почве с помощью агрохимических средств. : Сб. науч. трудов "Микроорганизмы в сельском хозяйстве.", Пущино, 1992.-С. 40-41.

25. Грицай А.Д., Коломиец Н.В. Дифференциация пахотного слоя в зависимости от способа обработки. // Земледелие. 1981. - № 8. - С. 15-17.

26. Долотин И.Н. Влияние длительной бессменной основной обработки на содержание и качество гумуса. .: Мат. науч.-прак. конф., 75 лет Тат. НИИСХ, Казань, 1995. Казань, 1996. - С. 53-55.

27. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М: Агропромиздат, 1985. -351с.

28. Дульгеров А.Н., Серая Л.И. Микробиологическая активность и деструкция органических веществ интенсивно возделываемых почв.: Тез. докл. всесоюз. совещания "Микробиологическая деструкция органических остатков в биогеоценозе"., Москва, 1987. - С. 35-37.

29. Егоров В.В. Некоторые вопросы повышения плодородия почв. // Почвоведение. 1981. - № 10. - С. 71 -79.

30. Ершов В.Л. Биологическая активность почвы при длительном предшествующем применении минимальной обработки. : Сб. науч. трудов " Повышение эффективности производства сельскохозяйственных культур .", Новосибирск, 1990.-С. 10-22.

31. Жуков А.И. Состояние баланса гумуса в почвах СССР и потребность в органических удобрениях.: Труды ВНИИСХМ. 1988. - т. 58 - С. 12-20.

32. Захаренко А.В. Влияние разных систем удобрения и обработки почвы на биоэнергетический потенциал органического вещества дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы. // Доклады РАСХН. 2000. - № 5. - С. 25-26.

33. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Бабьева Н.П., Чернов И.Ю. Развитие представлений о структуре микробных сообществ почв. // Почвоведение. -1999. -№ 1.-С.134-144.

34. Звягинцев Д.Ф. Почва и микроорганизмы. М: Из-во Московского университета, 1987. - 256 с.

35. Здравков И.П., Фрунзе Н.И. Биологическая активность почвы при различных системах основной ее обработки в севообороте.: Сб. науч. трудов "Системы севооборота и борьба с сорными растениями.", Кишинев, 1989. -С.37-42.

36. Зуева Л.Д., Чумачев В.А., Гончаренко О.В. Вид основной обработки, как фактор управления микробиологическими почвенными процессами. : Сб. сатей "Плодородие почв Ставрополья"., Ставрополь, 1988. С. 102-107.

37. Ильина JI.В. Дифференциация пахотного слоя серой лесной почвы и пути его регулирования. : труды Горьковского СХИ. Горький, 1980. - т. 142. -С. 16-23.

38. Инишева Л.И., Васильева А.Н. Микробиологические превращения азотсодержащего органического вещества в пойменных почвах Томской области. Труды ВНИИСХМ. 1986.- т.56. - С. 142-146.

39. Казаков Г.И., Мухутдинов М.Ф. Влияние основной обработки почвы на трансформацию органических остатков и содержание гумуса. : Сб. науч. трудов "Интенсификация использования удобрений и химических средств защиты растений.", Ульяновск, 1989. С. 46-50.

40. Каргин И.Ф., Данилов Т.Т. Эффективность периодического углубления пахотного слоя серых лесных почв при различных способах основной обработки. // Почвоведение. 1982. - № 5. - С.45-51.

41. Картамышев Н.И. О законе формирования плодородия почвы. // Земледелие. 2000. - № 4. - С. 44-45.

42. Карягина Л.А., Стефанькина Л.М., Воробьева Е.Н., Тимошенко Г.П. Влияние удобрений на изменение биологического состояния дерново-подзолистой почвы. // В кн. "Почвенные условия и применение удобрений".,Минск. 1981. - С. 17-24.

43. Карягина Л.А., Стефанькина Л.М., Костюкевич Л.И., Панкрутская Л. И Влияние возрастающих доз удобрений на урожай райграса, биологическую активность и баланс гумуса в дерново-подзолистой почве.: Труды ВНИИСХМ. 1988.- т. 58. - С.61-68.

44. Каутская Л.Б., Карпович A.M. Показатели биологической активности почвы, как один из критериев уровня плодородия. : Сб. науч. трудов "Экологические аспекты использования и охраны почвенных ресурсов Молдавии.", Кишинев. 1990.-т. 1.-С.99-100.

45. Кашинская В.К. Изменение биологических и биохимических свойств почвы при различных системах ее обработки. : Сб.: Пути повышения урожайности зерновых культур при почвозащитном земледелии. Целиноград, -1984- С.34-42.

46. Куликова А.Х. Воспроизводство плодородия чернозема лесостепи Поволжья (агроэкологическая концепция). // Бюл. ВНИИ удобрений и агропочвоведения. 2001. - № 114. - С. 119-120.

47. Кураков А.В., Костина Н.В., Егоров B.C., Басария Э.Т., Умаров М.М., Минеева В.Г. Биомасса и активность денитрифицирующих бактерий в дерново-подзолистых почвах при внесении минеральных удобрений. // Почвоведение. 2000. - № 5. - С.584-589.

48. Кутовая Н.Я. Влияние длительной обработки почвы на микробиологические процессы в обыкновенном черноземе.: Труды ВНИИСХМ. 1988. - т. 58. - С.68-75.

49. Кутузова Р.С. Анаэробное восстановление нитратов микрофлорой дерново-подзолистых почв.:Труды ВНИИСХМ. 1988.- т. 58. - С. 137-146.

50. Кутузова Р.С. Анаэробные нитратредуценты дерново-подзолистых почв и их значение для почвенного плодородия.: Труды ВНИИСХМ. 1986- т.56. -С.116-125.

51. Кутузова Р.С. Гетеротрофная нитрификация в дерново-подзолистых почвах. // Почвоведение. 1988. - №2. - С. 87-93.

52. Лапшин И.Я. Изменение гумусного состояния черноземов типичных влажных Северо-Подольской лесостепной области. : Тез. докл. межд. конф. "Проблемы антропогенного почвообразования.", Москва, 16-21 июля, 1997. -М., 1997.-Т.2-С.171-174.

53. Ларионова А.П., Розанова Л.Н., Евдокимов И.В., Ермолов A.M. Баланс углерода в естественных антропогенных экосистемах Лесостепи. // Почвоведение. 2002. - № 2. - С. 177-185.

54. Лисовая А.П. Влияние растений и удобрений на микробиологическую активность почвы. : Мат. симпоз. "Динамика микробиологических процессов в почве.",Таллин, 1974. ч. 2. - С.7-9.

55. Лобков В.Т. Биоразнообразие в экосистеме, как фактор биологической активности почвы. // Почвоведение. 1999. - № 6. - С.732-737.

56. Лопачев Н.А., Наумкин В.Н., Петров В.А. Теоретические основы биологизации. // Химия в с.-х. 1998. - № 5-6. - С. 32-33.

57. Майсямова Д.А. Влияние способов обработки на микробиологический состав серых лесных почв.: Мат. науч. чтений, поев. 100-летию закладки первых полевых опытов И.И. Жилинским,Краснообск, 8 июля, 1997. -Новосибирск, 1997. С. 107-109.

58. Мамилов А.Ш., Мамилов Ш.З., Звягинцев Д.Г. Влияние трудногидролизуемых источников углерода на динамику микробной биомассы и дыхание почвы// Вестник МГУ. 1999 - сер. 17. - № 1. - С. 5154.

59. Мамина Г.А. Использование микробиологических и агрохимических показателей при моделировании почвенного плодородия.: Сб. науч. трудов "Повышение плодородия орошаемых почв при интенсивном использовании.", Волгоград, 1989. С. 59-68.

60. Манучарова Н.А., Сазонов С.Н., Степанов АЛ. Активность денитрифицирующих микроорганизмов при внесении азотных удобрений. //Сб. научной конференции "Проблемы экологии и физиологии микроорганизмов."- М.: Из-во МГУ, 2000. С. 76.

61. Меняйло О.В., Краснощекое Ю.Н. Потенциальная активность денитрификации и скорость минерализации органических соединений в почвах северной тайги Приенисейской Сибири. // Почвоведение. 2001. - № 4. - С. 469-477.

62. Мереиюк Г.В., Загорча К.Я., Фрунзе Н.И. Комплексная оценка почвенного микробоценоза при длительном (38-летнем) применении удобрений. : Мат III Всесоюз. симпоз. "Биодинамика почв.", Таллин, 1988. С. 109.

63. Меренюк Г.В., Фрунзе Н.М. Минеральные удобрения как фактор воздействия на микробную систему почвы.: Мат. Всесоюз. конф. "Почвенно-агрохимические и экологические проблемы формирования высокопродуктивных агроценозов.", Пущино, 1988.-С. 172-173.

64. Миненко А.К. Влияние агротехнических приемов на микробиологическую активность и плодородие почвы. : Труды НИИ ЦРНЗ "Новые приемы в агротехнике." Москва, 1974г- вып. 23. С.105-118.

65. Миненко А.К. Действие удобрений на микроорганизмы и их связь с агрохимическими свойствами супесчаной почвы в многолетнем опыте.: Сб.труд. НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны. Москва. 1978. -вып. 45.-С. 12-21.

66. Миненко А.К., Назарова Т.О. Состояние микробоценоза дерново-подзолистых почв , как показатель степени их окультуренности. : Сб. статей "Приемы повышения плодородия почв в ЦЧЗ.", Москва, 1989. С. 92-102.

67. Миненко А.К., Старовойтов Н.А. Биологическая активность дерново-подзолистой суглинистой почвы за ротацию севооборота при различных системах основной обработки. // Доклады ВАСХНИЛ. 1982. - № 5. - С. 1012.

68. Миронова Л.М. Напряженность минерализационных процессов и состояние органического вещества при разных системах удобрения дерново-подзолистых почв.: Труды ВНИИСХМ- 1988. т. 58. - С. .39-48.

69. Михновская А.Д. Показатели микробиологических процессов и гумусного состояния черноземов при разных системах обработки почв. : Тез. докл. VII сьезда Украинского микробиологического общества, Киев-Черновцы. -1989.-ч. 1 С. 219-220.

70. Михновская А.Д., Кириченко Т.П., Панченко В.Ф. Микробиологические процессы трансформации органического вещества при разных системах обработки чернозема типичного. // Почвоведение. 1992. - № 8. - С.58-66.

71. Михновская А.Д., Кириченко Т.П., Сулейманова О.Г. Влияние способов обработки на микробиологические процессы, содержание и качество органического вещества черноземов лесостепи Украины.: Труды ВНИИСХМ. 1986. - т.56. - С. 62-73.

72. Михновская А.Д., Кириченко Т.П., Сулейманова О.Г. Влияние способов обработки на микробиологические процессы, содержание и качество органического вещества Лесостепи Украины. : Труды ВНИИСХМ, Ленинград, 1986. т. 56. - С. 62-73.

73. Мишустин Е.Н. Ценозы почвенных микроорганизмов. // В книге "Почвенные микроорганизмы, как компоненты биогеоценоза.", М. : Наука, 1984.-С. 3-24.

74. Мишустин Е.Н. Численность и динамика микробного населения почвы. : Мат. симпоз. "Динамика микробиологических процессов в почве.", Таллин, 1974.-ч. 1.-С. 6-7.

75. Мурзаков Б.Г., Семенов A.M., Золотарева А.И., Аристархова В.М., Мишустин Е.Н. Влияние различных технологий возделывания почвы на состав микробного ценоза. : Мат III Всесоюз. симпоз. "Биодинамика почв.", Таллин, 1988.-С.6.

76. Муромцев Г.С. и др. Агрономическая микробиология. / Ленинград: Колос, 1976.-232с.

77. Никифоренко Л.И. Влияние удобрений и обработки почв на содержание в них гумуса. //Агрохимия. -1985. № 8. - С.105-122.

78. Новиков В.В. Особенности биологических циклов азота и углерода в условиях длительного антропогенного воздействия.: Тез. докл. Всерос. молодеж. конф. " Растение и почва", Санкт-Петербург, 6-10 дек. 1999. -СПб,1999. С. 163-164.

79. Новиков В.М., Исаев А.П. Исследование систем основной обработки темно-серой лесной почвы в зернопропашном севообороте. // Аграрная наука. 1998. -№ 4. - С.33-34.

80. Основные микробиологические и биохимические методы исследования почвы (методические рекомендации). / НИИСХМ / Отв. ред. Возняковская Ю.М. Л: НИИСХМ, 1987. - 48с.

81. Панова З.Н., Максимова З.А., Андреева Л.В. Агротехническая оценка звеньев севооборотов с озимой рожью в связи с биологической активностью почвы. : Труды ВСХИЗО "Проблемы физиологии и генетики растений.", Москва, 1980.-С. 69-72.

82. Паринкина О.М., Клюева Н.В. Микробиологические аспекты уменьшения естественного плодородия почв при их сельскохозяйственном использовании. // Почвоведение. 1995. - № 5. - С. 573-581.

83. Паринкина О.М., Клюева Н.В., Петрова Л.Г. Биологическая активность и эффективное плодородие почв. // Почвоведение. 1993. - № 9. - С. 76-81.

84. Паринкина О.М., Чугунова М.В., Платонова Н.В. Влияние органических и минеральных удобрений на биологическую активность почв. : Мат III Всесоюз. симпоз. "Биодинамика почв.", Таллин, 1988. С. 126.

85. Пахненко О.А., Кураков А.В., Костина Н.В., Умаров М.М. Образование и восстановление закиси азота почвенными микроскопическими грибами. // Почвоведение. 1999. - № 2 - С.235.

86. Пачев Иван, Крыстанов Славейко Сьстояние на органичито вещество в някой агро-екосистеми. // Почвозн., агрохим. и екол. 1998. - 33. - № 3. - С. 45-46.

87. Переверзев В.И., Головко Э.А. О связи между различными показателями биологичкской активности и свойствами торфяно-болотных почв Кольского полуострова. : Мат. симпоз. "Динамика микробиологических процессов в почве.", Таллин, 1974.-ч. 1. С. 140-142.

88. Полонская Д.Е., Топтыгина А.А. Влияние способов основной обработки почвы на микробиологические процессы и качество урожая пшеницы. : Сб. науч. трудов "Плодородие почв и агротехника с.-х. культур в Восточной Сибири".- Новосибирск. 1990. - С. 39-45.

89. Полянская Л.М., Мирчник Т.Г., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Изменение структуры комплекса микромицетов в ходе микробных сукцессий в почве. // Микробиология. 1990. - т. 59. - вып. 2. - С. 349-354.

90. Попова Э.П., Горбачев В.Н. Аммонифицирующая способность и биологическая активность дерново-псевдоподзолистых супесчаных почв. //.Агрохимия. 1989. - № 2. - С. 74-79.

91. Пошон Ж. Почвенная микробиология./ Ж. Пошон, Г.Де Баржак. М : Из-во иностран литературы, 1960. - 527с.

92. Рыбак В.К. Микробиологические свойства серой лесной почвы при использовании высоких доз удобрений под злаковую травосмесь. : Тез. докл. VII сьзда Украинского микробиологического общества, Киев-Черновцы, 1989.-ч. 1.-С. 261.

93. Рыжова И.М. Влияние концентраций нитратов на скорость процесса денитрификации в почве. // Почвоведение. 1979. - С.54.

94. Рябкова Ю.Н. Микробиологические процессы гумусообразования. // Вестник сельскохозяйственной науки.-1990. -. №2 С. 172-175.

95. Сандрак Н.А. Динамика биологической активности почвы и обеспеченность растений азотом и фосфором в связи с применением удобрений. : Сб. научных трудов "Регуляция минерального питания растений.",Кишинев, 1989.-С. 189-190.

96. Свиридова О.В., Туев Н.А. Минерализация гумусовых веществ комплексом почвенных микроорганизмов. : Мат III Всесоюз. симпоз. "Биодинамика почв.", Таллин, 1988. С.145.

97. Свистова И.Д. Сукцессия микроорганизмов в выщелочном черноземе под различными агрофитоценозами. : Мат III Всесоюз. симпоз. "Биодинамика почв.", Таллин, 1988.-С. 148.

98. Сидоренко И.Я., Афанасьева В.К. Влияние состава культур в севооборотах на микробиологическую активность почвы. // Сб. научных трудов "Приемы повышения плодородия почв в Центральном районе Нечерноземья.", Москва, 1989. С. 36-44.

99. Сидоров М.И., Мухартов С.Я. Биологическая активность почвы при различных способах и глубине основной обработки. // Доклады ВАСХНИЛ. 1982.-№7.-С.20-21.

100. Симонова Е.А. Анализ зависимости скорости разложения органических остатков от климатических факторов. : Тез. докл. междун. студ. конф. "Кризис почвенных ресурсов: причины и следствия.",Санкт-Петербург, 15-19дек.1997. СПб, 1977.-С. 115-116.

101. Скворцова И.Н., Гомонова Л.В. Почвенные микробиологические сообщества, развивающиеся в олиготрофных условиях. // Доклады ВАСХНИЛ. 1990. - № 1. - С. 30-33.

102. Скворцова И.Н., Самсонова В.П., Стеценко А.В., Павленко Н.В. Характеристика дерново-подзолистой почвы под лесом и пашней по соотношению аэробных и анаэробных бактерий. // Почвоведение. 2001. -№ 1 .-С. 97-100.

103. Старовойтов Н.А. Влияние приемов основной обработки почвы на плодородие дерново-подзолистой почвы. //Бюл. ВНИИ удобрений и агропочвоведения. 2001 - № 114 - С. 163.

104. Сулейманова О.Г. Изменение микробиологических показателей почвы при разных способах ее обработки. // Тез. докл. VI сьезда Украинского микробиологического общества, Киев, 1984. ч. 2 - С.47.

105. Таланов И.П., Матюшин М.С., Камемулин Р.С. Итоги исследований по сравнительной оценке плоскорезной и отвальной обработок.: Мат. науч.-прак. конф., 75 лет Тат. НИИСХ, Казань, 1995. Казань, 1996. - С. 46-48.

106. Тарвис Т.В. Иммобилизация азота почвенной микрофлорой и азотное питание растений. // Труды ВНИИСХМ. 1980. - т.49. - С. 82-94.

107. Татарико Н.Н., Цыганкова Н.М., Малиенко A.M. Влияние удобрений и различных способов обработки дерново-подзолистой супесчаной почвы на биологическую активность и накопление гумуса.: Труды ВНИИСХМ. -1988. т. 58. - С.81-88.

108. Титов Г.А. Действие и последействие приемов основной обработки на биологическую активность почвы. // В книге "Интенсификация земледелия в Центральном районе Нечерноземной зоны.", Москва, 1976. С. 40-49.

109. Торжевский В.И. Влияние обработки почвы на микрофлору. // Земледелие. 1983.-№ 11.-С. 16-17.

110. Туев Н.А. Проблема гумуса и его воспроизводства в интенсивном земледелии. : Труды ВНИИСХМ 1988 т. 58 - С.7-12.

111. Хамова О.Ф., Холмов В.Г., Юшкевич Л.В. Влияние интенсивной технологии на биологическую активность выщелочного чернозема. : Сб.

112. Повышение эффективности сельскохозяйственных культур.",Новосибирск, 1990.-С. 62-71.

113. Холмов В.Г., Святская JI.H. Биологическая активность почвы при минимальной обработке под зерновые культуры. // Сельскохозяйственная биология. 1984. - № 8 - С.99-104.

114. Христенко С.И., Шатохина С.Ф. Влияние гидротермических условий на микробиологический комплекс оподзоленного чернозема. // Почвоведение. -2002. № 3. - С.335-339.

115. Чундерова А.И., Зубко И.К., Князева В.Л. Влияние физико-химических факторов почвенной среды на численность и активность азотфиксирующих микроорганизмов. : Мат. симпоз. "Динамика микробиологических процессов в почве.",Таллин, 1974.-Ч. 2.-С. 14-17.

116. Шарифулин Л.Р. Удобрения и микробиологические процессы. // Земледелие. 1985. - №1. - С.12-13.

117. Шаряпова А.И. Микрофлора и биологическая активность светло-серой лесной почвы при различном уровне запланированных урожаев озимой ржи. : Тез. докл. на юбилейной конференции Тат. НИИСХ, Казавнь, 1980. С. 3637.

118. Шаряпова А.И., Шашмаркина Л.И. Микробиологические процессы при плоскорезной и отвальной обработке темно-серой лесной почвы.: Тез. докл. на юбилейной конф. Тат. НИИСХ, Казань. 1980. -. С. 15-16.

119. Шатохина С.Ф., Христенко С.И. Влияние различных систем удобрений и бактериальных препаратов на микрофлору, биохимические и агрохимические показатели чернозема типичного, урожайность и качество кукурузы на силос. // Агрохимия. 1996. - № 8-9. - С.3-14.

120. Шикула Н.К., Ридей Н.М. Влияние систем обработки почвы на процесс ассимиляции углекислоты гетеротрофной микрофлорой чернозема типичного. : Тезисы докл. межд. конф. "Экологические проблемы сельскохозяйственного производства.", Воронеж, 1994. С. 64-65.

121. Широких А.А. Бактериальные комплексы кислых дерново-подзолистых почв : Мат. науч.-прак. конф." Научные стратегииадаптивного растениеводства Сев.-Вос. Европейской части России., Киров, 9-10 окт.1999. -Киров, 1999. -ч. 1.-С. 161-165.

122. Шлеенкова В.А., Смыкова Н.П., Ногуманова С.Г. Удобрения и биологическая активность почвы под сельскохозяйственными культурами. // В кн. "Влияние удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в ЦЧЗ.", Каменная степь, 1981. С. 17-22.

123. Юринская В.Ф., Володин В.М., Масютенко Н.П. Связь биологической активности почвы с урожаем озимой пшеницы и обработкой почвы. // Научно-технич. бюл. ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии." Курск. - 1989.-т. 3-4. - С.23-26.

124. Янбухтина Р.Н., Файззулин М.М. Глубина основной обработки почвы, микрофлора и урожай гороха. // Книга "Плодородие почв и эффективность удобрений в севообороте.", Ульяновск, 1982. С. 80-83.

125. Abbasi М.К., Adams W.A. Assessment of the contribution of denifitrication to N losses from compacted grassland soil by NO3 disappearance and N2O production during anaerobic incubation. // Can. J. Soil Sci 1999. - 79 .- № 1. -C. 57-64.

126. Abbasi M.K., Adams W.A. Losse of nitroden in compacted grassland soil by simultaneous nitrification and denitrification. // plant and Soil. 1998. - 200. -№ 2. - C. 265-277.

127. Arsland M.A. Tillage and soil quality tillage practices for sustainable agriculture and environmental quality in different agroecosystems. // Soil and Tillage Res. 1999. - 53. - №1 - C.l-2.

128. Artiola Janick F. Denitrification activity in the vadose zone beneath a sludge-amended semi-arid soil. // Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 1997. - 28. - № 910.- C. 797-812.

129. Balesdent Jerome La matier organique des sols : Dynamique du carbon. C.r. Acad. agr. Fr. - 1999. - B.3, № 6. - C. 99-100.

130. Brussard Lijbert et al. Biodiversity and ecosystem functioning in soil.//AMB 10. 1997. - 26. - № 8. - C. 563-570.

131. Compton Jana E.,Boone Richard D. Long-term impacts of agriculture on soil carbon and nitrogen in New England forests. // Ecology (USA). 2000. - B.l, № 8.-C. 2314-2330.

132. Duiker S.W., Lai R. Crop residue and tillage effects on carbon seque-stration in a luvisol in central Ohic. // Soil and Tillage Res. 1999. - 52. - № 1-2. - C. 7381.

133. Dumanski J., Desjardins R.L., Tarnocai C., Monreal C., Gregorich E.G.,Kirkwood V., Campbell C.A. Possibilites for future carbon sequestration in Canadian agriculture in relation to lang use changes. // Clim. Change. 1998. -40.-№ l.-C. 81-103.

134. Gebrat D.L., Johnson H.B., Mayeux H.S., Polley H.W. The CRP increases soil organic carbon. // J. Soil and Water Conserv. 1994. - 49. - № 5 . - C. 488-492.

135. Gregorich E.B., Liang B.D., Mackenzia A.F., Drury C.F., Mc Gill W.B. // Can. J. Soil Sci. 1999. - 79. - № 4. - C. 642-643.

136. Jones L. Effect of soil depth on denitrification. // Soil See. 1974. - V. 118.-№ 4. - C. 280.

137. Klein A.D., Thayer J.S. Interaction between soil microbial communities and organometallic compounds. // Soil biochemistry. V.6. - № 4. -Marcel Dekkor. -1980.-C. 431-481.

138. Костов Огняж Микробиологични аспекты на екологичното и селскостоланското значение на разлагането на растителните остатыци в почвата и в компости. // Почвозн., агрохим. и екол. 1997. - 32. - № 1. - С. 35-37.

139. Knight Charles, Sparrow Stephen Comparing tillage metods. // Agroborealis. 1999.-31.-№2ю-С. 10.

140. Kralova M., Ritek P., Krejcova J. Denitrificace v hnedpzem. //Rostl. vyroba. -1998.-44. -№ 1. C.25-30.

141. Kralova M., Rizek P., Krejcova J. Denitrificact v hnede pde. // Rostl. vyroba. -1997.- 43. -№ 10. C.457-462.

142. Kralova M., Ruzek P. Denitrifikace v hnendozemi v podminkach omezeneho zpracovanipudy. // Rostl. xyroba. 1998. - 44. - № 10. - C.437-441.

143. Liebig M.A., Doran J.W. Impact of organic production practices on soil quality indicators. // J. Environ Qual. 1999. 28. - № 5. - C. 1601-1609.

144. Lu Xiao-nan, Lu Yun-fu, Wang Ren-chao Zhegiand daxue xuebao. Nongye yu shengming kexue ban =J. // Zhegiang Univ. Agr. and Life Sci. 1999. - 25. - № 4. -C. 378-382.

145. Lupwoyi N.Z., rica W.A., Clayton G.W. Soil microbial biomass and carbon dioxide flux under wheat as influenced by tillage and crop rotation. // Can. J. Soil. 1999. - 79. - № 2. - C. 273-280.

146. Molewar G.U., Hasnabade A.R.,Ismail S. CO2 evolution and microbial population in soil as influenced by organic and NPK fertilizers under sorghum-wheat system. // J. Maharashra Agr.Univ. 1999. - 24. - № 2. - С. 121 -124.

147. Naylor Rosamond L. Energy and resource constraints on intetnsive agricultural production. // Annu. Rev. Energy and Environ. : Vol. 21 Palo Alto ( Calif.). - 1996.-C.99-123.

148. Palma R.M., Rimolo M., Saubidet M.J., Conti M.E. Intuence of tillage system on denitrification in maizecropped osils. // Biol. Fertil.Soils. 1997. - V.25. - C. 142-146.

149. Пачев Иван, Крыстанов Славейко Сьстояние на органичито вещество в някой агро-екосистеми. // Почвозн., агрохим. и екол. 1998. - 33. - № 3. - С. 45-46.

150. Robert M.,Chenu С. Unteraction between soil minerals and microorganisms. // Soil Biochemitry. V.7. - № 4. - Marcel Dekker. - 1992. - C.348-375.

151. Schabel R.R., Stout W.L. Denitrification loss from two Pensylvania flood-plain soils. // J.Environ Qual. 1994. - V.23. - C. 344-348.

152. Stanford G., Frere M. Effect of fluctuatind temperatures on soil nitrogen mineralization. // Soil See. 1975. - V.l 19. - № 3. - C. 222.

153. Stockfisch N., Forstreuter Т., Ehlers W. Ploughing effects on soil organic matter after twenty years of conservation tillage in Lower Saxony, Germani. // Soil and Tillage Res. 1999. - 52. - № 1-2. - C. 91-101.

154. Tebrugge F., During R.-A. Reducing tillage intensity a review of results from a long-term study in Germany. // Soal and Tillage Res. - 1999. - 53. - № 1. -C. 15-28.

155. Tenuta M., Bergstrom D.W., Beauchamp E.G. Denitrifyind enzyme activity and carbon availability for denitrification foil wing manure application. // Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 2000. - 31. - № 7-8. - C. 861-876.

156. Vang Xue-Ming, Wander Michelle M. // Soil and Tillage Res. 1999. 52. - № 1-2. -C. 1-9.

157. Yang Guan-Pin, Nan Lan, Jia Hai-Bo, Zhu Yan-Hong, Liu Ying-Jie, Zhag Kai Yichuan xuebao. //Fcta genet, sin. 2000. - 27. - № 3. - C. 278-282.

158. Yao Huaiying, He Zhenli, Chen Guochao, Huang Changyong Yingyong shengtai xuebao. // Chin. J. Appl. Ecol. 1999. - 10. - № 6. - C. 725-728.1. Л*

Информация о работе

Цыбакова, Юлия Николаевна
кандидата сельскохозяйственных наук
Орел, 2004
ВАК 06.01.01

Диссертация

Биологическая активность темно-серой лесной почвы при различном уровне антропогенной нагрузки - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы