Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА ПРИ СИСТЕМАТИЧЕСКОМ ВНЕСЕНИИ УДОБРЕНИЙ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА ПРИ СИСТЕМАТИЧЕСКОМ ВНЕСЕНИИ УДОБРЕНИЙ"



МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

НАУМОВА Галина Петровна

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА ПРИ СИСТЕМАТИЧЕСКОМ ВНЕСЕНИИ УДОБРЕНИЙ

Специальность 03.00.07 — Микробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1990

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведення имени Д. Н. Прянишникова н научно-производственном объединении «Нива».

Научный руководитель — доктор биологических наук Е. X. Ремпе.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор С. В. Летунова, кандидат сельскохозяйственных наук Н. В. Евдокимова.

Ведущее предприятие — Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии.

Зажита состоится «......199/ г.

а часов на заседании специализированного совета

К 120.35.06 в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А, Тимирязева по адресу; 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТСХА.

Автореферат разослан « _ . . . . 199/г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук

Л. В. Мосина

ОЩИЯ ХА.ЕШЕШСП1КА РАБОТЫ

Актуальность темы« В период интенсивно!! химизации сельскохозяйственного производства наметилась тенденция применения повышенных и даже высоких доз минеральных удобрений, вносимых раздельно и совместно с органическими. В связи с эти« в кашей стране и эа рубежом проводятся широкие исследования по изучении влияния различных доз И сочетания удобрений на урожай, качество продукции сельскохозяйственных культур и агрохимические свойства почвы. В меньшей стелек» в этих исследованиях уделяется внимания изучению биологической активности почвы, которая является одним из показателей ее плодородия.

С деятельность!) почвенных микроорганизмов связаны процессы трансформации вносимых в почву удобрений и, следовательно,условил питания растений в определенной степени зависят от активности и направленности микробиологических процессов. Почвенные микроорганизмы могут оказывать на плодородие почвы не только положительное, но, возможно, и негативное влияние, поскольку не- " которые из них способны синтезировать к выделять в окружающую среду фитотоксичесвие вещества. Следовательно, вопрос эффективного использования возраставших доз удобрений, особенно при их систематическом применении,нельзя изучать в отрыве от биологических процессов, протекавших в почве. При решении этого вопроса необходим комплексный подход. Поэтому, представляется весьма актуальным изучение и обоснование микробиологических основ рационального применения удобрений, В Мордовской АССР эта проблема до настоящего времени «е изучалась.

Представленная работа является одним из разделов государственной п;юблемы 2.51.01.02. - Химизация - "Разработать и внедрить по зонам 'страны прогрессивные технологии применения

центральная 3

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА 1 Моск. оелъско*о8. анадокии 1

удобрений, мелиорантов и других средств химизации на основе комплексного агрохимического обслуживания сельскохозяйственного производства, обеспечивающего расширенное воспроизводство плодородия почв, нормативную окупаемость средств химизации и охрану окружал щей среди" (№ го регистрации - 0186.0115686).

Цель и задачи исследований. Цель» исследований явилось комплексное иоученив влияния систематического снесения возрастающих доз минеральных удобрений, вносимых раздельно и совместно с навозом, на биологическую активность и агрохимические свойства выщелоченного тякелосуглинистого чернозема, а также на урожайность сельскохозяйственных культур, возделываемых в звене зернопропалЕного севооборота. В связи с этим были поставлены следующие задачи исследований:

1. Изучить влияние возрастающих доз удобрений на динамику численности основных групп микроорганизмов, участвующих в трансформации азота и органического вещества почвы.

2. Изучить биологическую активность почвы по интенсивности разложения целлюлозы и суммарному накопление свободных аминокислот при разной степени удобренности почвы под культурами эвена севооборота.

3. Изучить влияние возрастающих доз удобрений на активность гидролитических ферментов.

4. ЕЫ явить наличие или отсутствие токсичности почвы в зависимости от уровня ее удобренности.

5. Исследовать динамику накопления подвижных форм азота {аммиачного и нитратного)определить условный баланс азота, ф}С<£«ра, калия и изменение агрохимических свойств почьы при систематическом внесении удобрений.

6. Изучить влияние ьозростающих доз удсбр^ний т^ урожайность и качество культу,-, сиена сепосбо,ста и он; где,-ж<п. о к ежь-

мическую Э1?'Тектигность применения удобрения.

Плут я нор»,ит. Зле рви е в услзг.июс Мордовии изучена биологическая активность щелоченного тяжелосуглинистого чернозема пси систематическом снесении возрастающих доз удобрений.Установлена коррол»;иснная связь азотного реки ил питания с характером и направленностью микробиологических процессов н почве.

Политическая ценность работы состоит в том» что в ной дана кстлексная с:;енка длительного систематического применения удобрений р усяогиях возросшего уромш химизации земледелия. Обоснована нецелесообразность внесения fhcokhx доз ганеролыяк удобрений на сызелоченном тяжело суглинистом черноземе.

ГУализмэтя результатов исследоганиР. ¡Ъэультаты исследований презли производственную проверь и внед^ны о баз о doii хозяйстве "Ялта" ШО "Ника" в I960 году на площади 165 га.

Производству рекомендованы ¡национальные дозы снесс>ги я удобрений при вира-Урании кукурузы на силос, озимой рки и ячменя на черноземных почвах Мордовии.

Апгобация mботы. Основные положения диссертации были доложены на зональной научно-производственной конференции ШИОС Се-во!>о-Востока ии.Н.В.ГУдницкого "Э^ктивность внедрения интен-сивтгх технологий в сельскохозяйственном производстве" в г.Кирове, где доклад был отмечен дипломом (1987 г.), на заседаниях ученого сорета НПО "Шва* (1985-1989 гг.), апробированы Центром научно-технической информации (Саранск, 1968-1989 гг.).

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в б печатных работа*.

•Обт.ем габоты, Диссертация изложена на 218 страницах машинописного текста, состоит из введения» пяти глав» еыводов,предложений производству) содержит 9 таблиц и Э» рисунков» йшеок

литератур) в к дичает 257 источников, в том число 22 - иностранных авторов. В приложении 61 таблица.

оеьшы, метода и услошя проведения иссян&оший

Экспериментальные'исследования проводились в 1905-1967 гг. в стационарном поленом опыте, заложенном в 1974 году на е-ыкело-ченном тяяелосуглинистом черноземе со следующей агрохимической характеристикой пахотного слоя! содержание обпего азота (по Кьейьдадо) - 0,42?; подвижных форм £сс(£ор.а и калия (по Кирсанову) - соответственно 6,6 и 8,5 кг/100 г почвы; сумма поглотенньпс оснований - 50 ы. - экс.Д00 г почвы; степень насыщенности основаниями - 83Í; гидролитическая кислотность - 5,1-5,6 ы, - оке./ 100 р почвы; рНсол. - 5,£{ гумус по методу ШУА (после первой ротации севооборота) - Работа проведена в заключительной

звене второй ротацки зернопропалшого севооборота с чередованием культур: кукуруза copia Коляективная-244 - озимая режь %лпан -ячмень

о

Обвтп плопадь да я тки в опыте - 367,5 и~ (7,5 х 49 м) ,учот-

2 9

пая дяп гукурузы - 24 и (4 х б м), для оернових - 120 м" (4 х Ю и), -Рвсггогюженив вариантов систематическое, поп торн ость трехкратная.

В опыте изучалось 5 вариантов; Х.Без удобрений; 2. HPK; • 3. £HFÍCj 4. 2ЫЙ14наЕ0з( 5, эквивалентно навозу.

-За одинарные дозы Скли приняты при выр-агивании ку куру cu -М90Р90%0 • °ЭимоП ржи - ^60^6(^40 • - • íla-

ьоэ вносили под кукурузу в дозе 40 т/га (дважды за ротацию 7-по-льного севооборота). Кинералыще удобрения в ф0( ми аммиачной селитр, простого и j;uji»ioro гранулированного cyndf ifocsfaTa, хлористого калия гноен.-:« ежегодно под о сношу ti обработку почт. Oj -

гоническое удобрение - полуперепреЕший навоз крупного рогатого скота со средним содержанием оСтего азота фосфора - 0,30,

калия - 0,70?!. Схема опыта наложена на известкованный фон по 0,5 гидролитической кислотности (5 т/га);

Ночреннно образцы с пахотного горизонта (слой 0-25 см) отбирали по {азам вегетации гоаделыеаемых культур с дсух нес да« (их повторений опыта (средний образец составляли из 10-12 ИНДИВИДуаЛЬНЫХ Проб).

Кнкрсбиологические анализы проводили методом посева почвенной суспензии определенных разведений на кидкио и плотные питательные среды. Использовали следую^е С1>еды! мясо-пептсины(1 бульон (численность аммони^лци{yircyix бактерий); жидкая среда Г^.ть-тая и кодификации К.Березовой (численность денитрифицигуг-^х бактерий)» водный агар с нанесением аимонийно-магиисвой соли $ос$о;ной кислоты (численность нитрифицирующих бактерий); агар Гетчинссна с KjyxxawH фильтровальной бумаги (численность цоляо-лоэо(йз(улйютзик микроорттзмов - <5яягер1й, грибов, актинсмщс-тов); агар Чзлска-Докса (численность саярст ровных грибов). Биологическую активность почвы оп^деляям аппликационным методом по интенсивности разложения льняного полотна и суммарно^ накоплению свободных аминокислот (ш«!гид1ингл лежите ль них П(юдуктоп) на яьнглгх пояотнах (15 х ¡35 Ott. В почвенных образцах определяли активность ментов - якверт&эы (методом Бертрана) и фосфатазы £по уст еду А.И.ЧундероБСй). Токсичность почвы рылвляля методом растительного йи от ее та (¡едис) в почвенных водных ьытк-шах (1:1). Аплхимическио анализы почти, исследог^ния химического состава псэдрлцрш'Уых культур проведены по обг^принятым с?шща]пнкя истодам, СОДО{ЖШШ9 rywyca оп^деляли на автоматическом анализатор углогода £щмы " 4 (ФЮ, модифицировоюгсм в НЧ'Л.

Статистическая обработка результатов исследований проведена методом диспе]>сионного и корреляционного анализа (Б.Л,Доспехов, 1905) с использованием персонального компьютера " ftobo-¿ГОп-П15" (ГДР). Экономическая э4фективкость устанавливалась по существующим hoj мам' и {«.сценкам с помощь» технологических карт по методике ШУА-ВДНАО,

Годы проведения исследований характер'зо ва ли сь разнообразней погодных условий. ISB5 год по климатическим условиям бил типичным для Мордовской АССР (на yjiOBHe средних многолетних данных) • 1986 год характеризовался пониженным увлажнением при обычной для Мордовии температуре воздуха, 1907 год - повышенным увлажнением при несколько пониженной (на 1,9°С) среднегодовой температуре воздуха.

ИЗУЛЬТАТЫ ИССЯЭДОШЛИП

Влияние систематического внесения ьозрастакжих доз удобрений на биологическую активность ььгшелоченного чернозема щи возделывании культу]! звена оарноп¡ опасного севооборота

Систематическое применение возрастающих доо минеральных удобрений, вносимых как раздельно, так и на $сне навоза, оказало существенное влияние на динамику численности различных i'jynn почвенных микроорганизмов» Несение удобрений значительно, по сравнению с неудобренной почвой, увеличило численность всех исследуемых групп почгенних микроорганизмов - am-cн и ¡ .yvríix, иитрифкцируюиих, денитрифицируемте бактерий, цел лило аоризрукаю-цих микроорганизмег и canpoTjсфшк г;иСов (табл. I). Более tuco-кий уровень числешшсти микроорганизмов иаблздигсл npi пиесснин nonr;ennux и гнсокя- доз удсй;.ьиий. Для ai'MCiii!!ni;.it*yr:-;ix и ц^л-м j.ost>| uai yutcntx и[ oorríj'Hocof и 6.'.гЛ'';л| yr/uinti

Таблица I

Влияние возрастающих доз удобрений на численность различии груш почтенных микроорганизмов при возделывании культур эвена севооборота, тыс/г сухой почвы (среднее за вегетацию)

Варианты опыта Ашони$ициг7Ю-1Нктри(«ци17Ю- ^китгайРицигу-^Целлслозораз-:Сапготройше грибы цие бактерии :щне бактерии :щие оактерии кушающие кик- "

• ' * * гроорганиэкы » *

I П Ш | I п и : I П И ! X П ■И : I П .И "

Без удобрений £750 12700 35400 19 19 13 К 20 б 68 31 36 66 93 53

ПП{ 6680 24900 59000 25 г? 23 43 16 70 33 50 99 121 94

2 НРК 15200 27500 249600 41 ЁО X 36 55 43 100 3? 65 123 160 104

2 ИРЙ + нааоэ 23000 127700 363?00 93 68 44 68 124 51 145 « 66 136 201 120

2 нге + НРК, эквив,навозу 15700 72800 120400 77 87 51 83 52 Ш 45 54 192 266' 132

НСРф - - 10 12 3 - - - 34 10 9 ■ 45 28 13

Примечание! I - кукуруза, П - озимая рожь, Ш - ячмень* То же в таблицах 2 и 3*

создавались при совместном »несении минеральных удсб[ ений с навозом. Оисение высоких доз одних минегальных удобрений не способствовало дальнейшему росту численности зтих ггупп микроорганизмов, а также создавало благоприятные условия для большего размножения canp-OTt офных грибов. Последнее было связано с увели-чешем кислотности почвы при внесении этих доз уд о Cj ений.

В целом, несмотря на то, что на удобренных вариантах под каждой культурой ежегодно отмечался примерно одинаковый рост численности аммони<Гмци|у®РЦх бактерий Св 2-10 раз), по сравнении с неудоб1-енной почвой, по абсолютно»^ значению численность этих ми крсоргаки эхо в увеличивалась к концу звена эе( поп ¡.спешного севооборота на всех изучаемых вариантах, включая неудобр-ениый. Численность нитрифицирующих бактерий уменьшалась к концу звена севооборота на всех вариантах опыта при ежегодном росте численности этой группы почвенных микроорганизмов to 1,5-4,5 paaa) по сравнению с неудобренной почвой, Это объясняется условиями везде лив анид культур в севообороте. При выращивании кукурузы мед-дуредные обработки почвы создавали аэробные уелоей я, способствующие интенсивному протеканию процессов нитрификации. (Ькоплц-ние нитратов в почве, занятой злаковыми культурами (озимая рожь, ячмень), значительно замедлялось из-за слабого развития процессов нитрификации вследствие уплотнения почин, В услоьикх плохой шэ рации процессы минерализации протекали слабо и замедлялись на стадии образования аммиака, то есть преобладали процессы аммонификации.

Уровень азотного питания растений зависел не только от доз удоб1«нпй, но в оп оделенной степени и от нитенстнэсти протекания и почве прсцоссоь аммонификации, нитрификации'и денит, и^ика-ции. Результата нес/ч'довышй показа/л, что систи/итичискоо i ми о1-

ние удобрений значительно погашало содержание подпижннх £орм нерального азота и почве. По сравнению с неудобренной почвой при внесении невысоких доз удобрений содержание щ/ш*очного азота увеличилось при во одекасании культур эвена севооборота на 0,С-3,9 кг/кг, при снесении повышенных доз - на 0,9-5,3 мг/кг и в условиях применения еысоккх доз удобрений - на 1,5-10,2 кг/кг почвы. Б большей степени повышалось содержание нитратного азота. Соответственно гозрастосэш дозам удобрений увеличение составляло 0,6-5,9, 1,0-14,6 и 1,9-38,9 мг/кг почгы (табл. 2).

Таблица 2

Плияие систематического внесения розГастаггзя доз удоб;«-нип на содержание подвижных £орм «инерального азота в ги-толоченном черноземе, мг/кг почвы (среднее за вегетацию)

Варианту спита ,н-ын4 ! к-но3 « » Ы-1Ш4+Ы-Ы03

I П и : I П п : I . п п

Еэз удобрения 19,4 20.1 14,5 37,6 7,0 5,5 57,0 17,1 20,0

нпс 23,3 И, 4 15,1 43,5 6,9 6,1 66,8 18,3 21,2

2 ЫНС 24,7 14,3 К, 4 52,2 11,8 6,5 76,9 26,1 21,9

2 ИЖгиасоз 29,6 17,8 15,6 60,2 18,5 7,4 89,8 36,3 23,0

2 ЫРК+КРК, эквив,навозу 26,6 15,5 16,0 76,6 16,4 8,4 103,1 33,9 24,4

нсрш 1.0 0,5 0,6 0,3 0,1

Содержание подв»ш(ьк форм аммиачного и нитратного азота и почре определялось не только дозами удобрений) но томке численность» соотвстствукгях групп почесншх «икреорганкокзв, о чем свидетельствует коэффициенты линейной хорр-еляции, Динамика аммиачного аэо-.та п. печье (Тыла коррелятивно связана в динамикой числетоостп ам-мс!ш*ици рустях баятерий { г » 0,67-0,93), динамика нитратного азота - с динамикой численности нитри^ицирукэсс ( г ■ 0,03-0,93)

и денитрифицирующих ( Г = 0,76-0,91) бактерия. Обвде содержание аммиачного и нитратного азота в почве, в среднем за звено севооборота, при систематическом внесении невысоких доз удобрений составляло 35,4 мг/кг, при повышенных - 41,6 иг/кг и высоких до-аьх - 51,8 мг/кг почвы.

Шесение возрастающих доз удобрений увеличило численность денитрифицирующих бактерий, по сравнению с неудобренной почвой, в среднем за вегетацию кухудозы - в 1,9-5,7, озимой ржи - в 2,26,2 и ячменя - в 2,7-8,7 раза» Особенно высока была численность этих микроорганизмов при раздельном и совместном внесении с наво aow высоких доз минеральных удобрений. 3 целом, к концу эвена се вооборота наблюдалось снижение численности денитри£ици|1уюто!Х и нитрифицирующих бактерий, «то свидетельствует о тесной свкзи меж ду процессами нитрификации и денитрификаций.

Обща и численность целяювозоразрушмюих микроорганизмов (бак териП,грибов,актиномицетов) возросла на удобр-енных вариантах, по сравнению с неудобренным, при возделывании кукурузы в 1,3-2,1, озимой ржи - в 1,2-1,5 и ячмени - в 1,3-1,7 раза. Органическое вепаство, внесенное на варианте 2 ЫРК^навоз, создало наиболее благоприятные условия для роста численности целлюлозоразрусмэтих микроорганизмов* Еолсе высокая численность этой rj^ynnu микроорга низкое в год внесения навоза,по сравнению с последующими годами,' была связана с наличием в навозе большего количества Солее подвижного,после залааки его,органического ве густел, что обусловило активное размножение и деятельность целлзолозораэруппгт^ус м»кро-организмов.

Активная деятельность целлюлоз opa oí уз «них микроорганизмов способствовала разложение льнрнсго полотна и накоплению свободных аминокислот на полотнах,причем достоверно наиболькего значения достигли зти показатели при согнестном i несении цинеральппс

удобрений с органическими (рис. I).

мг глицина на плогддь полотна

8 .

12345 1234 5

Рис, I* Разложение льняного полотна (А) и накопление свободных аминокислот на полотне (Б) (среднее за звено севооборота). Варианты огата: I - Без удобрений; 2 - ЫРК; 3 - 2ЫРК; 4 -2КРК+навоз{ 5 - 2ЫРК+Ый{, эквивалентно навозу.

Об^ая численность целлюлозораэрупаюцих микроорганизмов при возделывании культур эвена севооборота коррелировала с % "разложения льняного полотна (г. - 0,72-0,92) и с интенсивностью накопления свободных аминокислот С г» 0,76-0,79),

На протяжении трех лет исследований а сообществе целлодозо-раэругающих микроорганизмов преобладали ахтиномицето (71-85$, в меньшем количестве были представлены бактерии (9-1856) и грибы (5-12«), В звене севооборота наблюдалась тенденция к уяеяичению

доли актиномицетов (от Е>2-86£ до 86-90J) при уменьшении дели бактерий (от 10-35^ до При систематическом внесении возраставших доз удобрений численность актиномицетов увеличилась В 1,5-2 раза по сравнении с ьеудобренной почвой, Наибольшая их численность наблюдалась nj« внесении повышенных,а также высоких доз минеральных удобрений, вносимых раздельно и совместно с навозом. Однако,преобладание актиномицетов в комплексе цёляюлоаораэруааю-щих микроорганизмов и рост численности салротрофных грибов,многие представители кото; t:x способны продуцировать фитотдкеические вещества.не привело к токсичности выколоченного чернозема,что объясняется повышенной буферной и адсорбционной способностьп почвы, имеоцей высокое содер-жание гумуса.

Биологическую активность почвы определяли также по активности гидролитических (¡«рментов - инвертазы и фосфатазы. С активностью инвертаэы связан заключительный этап процесса преврапения углеродеодержащего органического вещества почвы,а с активностью фосфатазы ~ процессы минерализации органического фосфора,содержание которого в черноземной почве составляет cuma обг\их его запасов. При внесекии возрастающих доз удобрений активность гидролитических ферментов в почве, по'Сравнению с неудобренным вариантом опыта, попадалась (табл. 3).

Активность инвертааы.по сравнению с неудобренной почвой,бы-, да достоверно более высокой в почее под культурами овена севооборота только при совместном внесении повышенных доз минеральных удобрений с навозом. Активность фосфатазы во все годы исследований была достоверно ьыяо в почве всех удобренных вариантов. Наибольшая активность фссфаТаоы также была установлена на органо-минеральном ьарианге.

Таблица 3

Влияние всэрасташ^х доз удобрений на ферментативную активность почвы при возделыг.ании культур звена севооборота (среднее да пегетоцию)

Варианта опыта Лнвертаза, мг глшкозы :£ссфйТаэа, мг PjO^ на на I г почвы за *ï3 ча-il г почш за

сов :43 часов

I П El ' I П и

Без удоб)ений 29,3 34,6 35,8 25,7 26,1 29.4

HFH 29,7 35,3 37,1 27,4 30,0 31,2

2 NPK 30,1 35,9 3?, б 28,5 30,8 31,8

2 ЫРК+навоз 31,3 37,2 за, 9 28,9 31.2 32,4

2 HPK+MFK, эквнв.навозу 30,2 35,1 37,5 28,6 30,5 31,4

НСРда 1.7 1.9 2,3 M 1.7 I.B

Активность ферментов в почве при внесении возрастающих доз удоб]геннй била тесно связана с деятельность» почвенных мик1>оор-гашэмов» Активность инверт&зи и 4ос£ат&зы корр«дироваяа с численностью адоокнфицкрукшдех и це лиолозоразрушаюс?« микроорганизмов. Коэффициенты корреляции между активностью ферментов и численностью отих групп микроорганизмов были весьма сцсоки и составляли от 0,77 до 0,93. Увеличение активности ферментов к концу |звена севооборота коррелировало с ростом численности отих групп почвенных микроорганизмов. ■

Влияние систематического применения возрастаниях доз удобрений на продуктивность эпена оернопропшсного севооборота и агрохимические свойства выщелоченного чернозема

I.'Влияние удпСлиний на урсжайносгь куль-

ту» зт.<-11.1 сошабо; ont. Взяию^гоъ ш.иаа^'Г^.-.ер биологической

активности почвы с урожнец. Систематическое применение удобрений привело х росту урожая культур звена севооборота (табл. 4).

Таблица 4

Урожай культур звена зернопропоеного севооборота, ц/га

Варианты опыта Кукуруза» Озимая рожь, Ячмень, Средний еже-

зеленая зерно зерно годный сбор ___ | масса _к.ед, ,ц/га

3,1

5Г,0

57,7

59,3

60,5 6,5

Достоверное увеличение у}Ч>жайности сельскохозяйственных культур отмечалось при внесении возрастагдаих доз минеральных удобрений до 2 Н№. Несение 2 КРКчнавоз к 2 Щ+Ш, оквив.на-возу не привело к дальнейшему росту урожайности.

Установлена корреляционная зависимость между урожаем культур звена севооборота и показателями биологической активности почвы (табл. 5),

Ьявлены высокие и достоверные коэффициенты корреляции ,ха-рактеризуЕйгие связь урожая культур с численностью аммонифицируюсь ¿нмтри^ш^у^Е^, Цел люлозорлзрушашкх^шкро организмов и сап-

* ,

ротрофных грибов. Отмечена тесная связь урожая зеленой массы ку~ куруэы и зерна озимой рхи с интенсивностью н&яолления свободных аминокислот на льняном полотне и процентом его разложения. Урожаи всех культур эвена севооборота коррелировали с ферментативной активность» почвы. В целом* показатели биологической активности выволоченного тяжелосуглинистого чернозема достаточно точ-

Без удобрений 283 23,3 30,1

НРЯ 355 34,7 40,7

2 ЫРК 420 39,5 42,5

2 ЫИинавоз 451 40,4 40,5

2 ЫШКШ, зквив.навозу 467 39,5 42,1

НСР^ , ц/га 55 1,8 3,6

но отражали состояние плодородия почты.

Таблица 5

Взаимосвязь показателей биологической активности почвы с у^южаем культур звена севооборота (коэффициенты линейной корреляции)

Показатели биологической _У Р О Н А Я_

активности почвы куку(уза, озимая рожь, гчмень,

зеленая зерно зерно масса_

Микроорганизмы

АммониФи като рн 0,60 0,62 0,45

Нитрификато1"ы 0,62" 0,82" 0,61"

Це л лю.~о зо| дао; ушаииие микроорганизмы 0,41 * 1» 0,62 * » 0,74 1»

Сапротройные грибы 0,82 Биологические 0,77 процессы 0,71

Накопление свободных аминокислот 0,97" 0,91* 0,10

Разложение полотна 0,9в" Ферментативная 0,89" активность 0,50

1!ноертаза 0,54 0,б0" 0,85И

5осфатаза 0,90" 0,57" 0,91"

Примечание; " - корреляционная связь достоверна на 55К-ном уровне значимости (вероятность - С5%)„ Плияние гоагастакшиу доз удобрений на качество угожая сельскохозяАстгенньк культуд. ПЬесение возрастать доз удобрений увеличило содержание общего азота в зеленой массе кукурузу (на 0,35-0,49?) , в зерне (на 0,-Г7-0,67^) и соломе (на 0,14-0»44# озимой ржи, зерне Сна 0,об-0,94$) и соломе (на 0,09-0,23?) ячменя.

Содертакие РоО^ повысилось в эелоной массе кукурузы (на 0,06-0,30?.),п зерне (на 0,04-0,18?!) и соломе (на 0,05-0,13%) озимой гли.з^ге (га 0,03-0,06?;) гчменя. В соломе ячменя существен-

»ше различия по содержанию между вариантами опыта не установлены.

Содержание К;>0 роэгосло в. зеленой массе кукуруз« (на 0,100,56%), в зерне (на 0,14-0,17?) и. со лоте (на-0,33-0,57%) озимой ржи, зерне (на 0,01%) и соломе (на.0,49-1,24%) ячменя.

В зеленой массе «укугузы увеличилось содержание легкорастворимых углеводов (на 0,6-6,5%) и каротина (на 21,9-41,0 иг/кг), снизилось содержание клетчатки (на 1,6-2,3%). Лучтецу качеству зеленой массы кукурузы способствовало сорместное внесение минеральных и органических удобрений. При уборке кукурузы в фазу колочно-восковой спелости.зерна концентрация нитратов в зеленой массе была ниже предельно допустимой концентрации.

йшееняе »озрастапих доз.удобрений свыше 2 ЫРК привело к достоверноцу снитвки» содержания крахмала в зерне озимой ржи (на 3,8-4,3%) я ячменя (на 2,6-4,4%). Удобрения способстгсвалл. увеличение массы 1000 семян озимой ржи (на 1,9-3,7 г) и ячменя (на 3,6-6,7 г). На вариантах 2 НРК и 2 ЫРК-жавоз было подучено зерно озимой реи и ячменя с наибольшей массой 1000 семян. Концентрация нитратов в зерне озимой ржи и ячменя на всех вариантах опыта была ни*е ЩК, Супествекных различий по отоцу пока- ' затэлю между вариантами опыта не установлено.

3. Баланс азота. Зосфог& и калия в звена аегнопгепванего • с в воо ро гота при систематическом внесении удобгений^ Применение возрастать?« дез удобрений увеличило в 1,5-2,2 раза хозяйственный вынос азота, £ос£ора и к&еия с единицы плездади, пошлая ого

• ■

Р основном за счет роста урожайности культур. На неудобренном варианте баланс характеризовался больвжн дефицитом азота,<*ос*о-ра и кал1я,чем,Еядимэ,и сбьяснгется 1я:зкая продуктигность зюна севооборота на данное варианте. Применение удобрений г неешхккх дозах не обеспечило баланс Оз дефицита азота и калия,бплзис ¿ос-

,fofJl был положительным. С менькмм дефицитом баланс азота и калия был в условиях применения повышенных доз удобрении: возврат азота здесь составил 50ÎÉ, калия - 55;£,ьозврат фосфора превышал вынос.его в 3,6 раза. Несение ецсоких доз NFK ь составе органо-миnui ильной системы удоб$ ений обеспечило положительный баланс азота (117£), фосфора и баланс калия, близкий к бездефи-

цитному (96%). Сходные (еэультаты были получены при внесении этих доз удобрений в составе 2 NFK+NPK, о к ей в. навозу! здесь установлен положительный.баланс по азоту (116%), фосфору (36GÎ) и калию (103£),

'1. Ипменение агг охимических свойств гшюаоченного ча; позема пги внесении ЁОз;асТ01ЬГ'Их доп удоб! «ний в звене oei нон го паяного севопбокзта. Результаты arj-охимических исследований почвы (табл. 6), проведенных в начале и в конце звена сеюобсрота,показали, что удсб(»01шя способствовали достоверно^' увеличению содержания подш*ишых ifoj м <Joc;Joî а и * калия на всех ващантах опито за счет положительного баланса Pg&j и баланса IM) , близкого к бездефицитному. Содержание обпего азота достове! но не изменилось, Па всех taf пантах опыта увеличилась г ид;<о л«тн чс с к a я кислотность. Удобрения способствовали минерализации гумуса в почм. На варианте с максимальными в опыте дозами минеральных удобрений (2 NPK+HFK, эквив.навозу) в звено севооборота установлено достосерние снижение содержания гуц/са и подкисление почвенной с|едн. Большие поте]« гумуса щи внесении высоких доз мике-1альиых удобрений можно объяснить иошлеииеы миг; (щи он ной способности гуматов кальция, преобладают« и вигаелочсиних черноземах Мордовии, из пахотного гориэснта h более глубокие слси поч-Ш, что сдается лит ер ату рнн ад данными.

Таблица б

Изменение агрохимических свойств выщелоченного тяжелосуглинистого чернозема при внесении воэрестгщих доз удобрений в звене севооборота

Варианты опыта

Н общий, 1

Подвижные До рш

: «г/100 г

1 К2°.

1 иг/100 г

¡Гидролити- . "Гческая кислотность ;мг-экв./100 г

гнксх

фчуе. %

I П | I П : Г ' П I П X I О 1 I П

Вез удобрений 0,55 ' 0,55 6,6 ' 5,7 7,9 7.0 6,8 7,1 5,2. 5,3 10,8 10,7

ынс 0,50 0,52 9»г 12,5 8,0 13,8 6,9 7,3 5,1 5,2 10,5 10,4

2Ш . 0,53 0,54 14,4 16,6 II, I 16,0 ; 7,6' 8,2 5,0 ¡>,0 10,2 10,0

% ЫНС+навоз ' 0,54 0,53 . 18,8 22,0 11,6 20,0 7,1 . 8,3 5»1 5,1 10,5 10,4

2 ЫШ+НРК, 0,54 0,52 19,5 22,7 12,9

эквив.навозу . 23,1 7,8 9,8 4,9 4,8 9,8 9,5

НСРсб различия несу- 0,2 0,6 0,8 0,1 0,1 0,1 0,3 0,4 0,7 0,9

иествекны

Примечание! I - начало эвена севооборота, П - конец звена севооборота.

Эконотческая эффективность систематического применения удобрений в звене зернопропалшого севооборота

, Затрата,связанные с применением минеральных и органических удобрений,на всех вариантах опыта полностью окупались стоимостью прибавки урожая и обеспечивали получение чистого дохода с I га 126-176 руб. в год П1>и уровне рентабельности I29-3CWÍ. Рентабельность и окупаемость I кг удобрений продукцией были выше при внесении умеренных доз (до 2ЫРК),по сравнению с высокими,в 2 раза,

ВЫВОДЫ

1. Длительное систематическое внесение возраставших доз минеральных удобрений,раздельно и совместно с навозом,оказало положительное вяигиие на биологическую активность выщелоченного тяже лосу г лини стоге чернозема. Наиболее ьысокая биологическая активность почвы обеспечивалась при совместном внесении минеральных удобрений с навозом. Внесение высоких доз минеральных удобрений ограничивало дальнейший рост численности агрономически полезных групп почвенных микроорганизмов - аммонифицирующих и цоллюлозо-раз1упою5их, а также способствовало росту численности салротрофг пых грибов. Увеличение численности грибов было связано с поььезо-|ш«ем кислотности почвы при и не сепии высоких доз удобрений.

2. Возрастание численности грибов и актинсмицетов в выщелоченном черноземе не привело к токсичности почвы, связанной с продуцированием этими группами микроорганизмов фнтотоксических горесть, что объясняется адсорбционными и буферными свойствами шсокогумусного чернозема,

Huiiéoíeti благоприятрдай рижил азотного питания культур гиена ri'Piidnj■оти.лого ci-toofíoj ora гкэдньпйся при совместном uno-

сении минеральных удобрений с навозом. Содецгшние подгнияд форм аммиачного И нитратного азота г почве определялось не только дозами удобрений, но и численностью соответствующих групп почвенных микроорганизмов: йУксниЯяцируюгоо:, нитрифицирующих и денит-рифицирусшх бактерий* Динамика содержания аммиачного азота в почве коррелировала с динамикой численности аичонифицирую^тих бактерий ( Г » 0,57-0,93), динамика содержания нитратного азота -с динамикой численности нитрифицирующих ( г = 0,83-0,96) и де~ нитрифицируювдх ( г в 0,76-0,91) бактерий,

4. Об^ий уровень биологической активности почвы, определяемый по' величине синтеза свободных аминокислот; проценту разложения льняного полотна и активности гидролитических ферментов, был наиболее высокий при внесении повышенной дозы минеральных удобрений, раздельно и совместно с навозом.

5. Систематическое внесение возрастающих доз удобрений оказало положительное влияние на некоторш агрохимические свойства' почвы. Установлено увеличение содержания подвижных форм фосфора и калия, минеральных форм азота в выщелоченном черноземе за эве-* но севооборота, Однако, внесение гнсоких доз минеральных удобрений негативно влияло на кислотность почвы и гумусное состояние! повахалась кислотность почвы,усиливалась минерализация гумуса,

6. Систематическое применение удобрений обеспечило рост урожайности культур эвена зернопропаяного севооборота. Достоверное увеличение урожайности сельскохозяйственных культур с хорошим качеством получено при внесении воэрасташих доз удобрении ' до 2 Дальнейшее посшение доз удобен и А не способствовало увеличению урожайности по српгнени» с у рола «--я культур сн раненных при гнесети дхармой доли минеральных удобрения.

7. У стоит) в.-с на гнсокяя и достогспти коррслгциснная связь меяаду уротпРностьп.кул^ту^;-гсздслк.пгихх в агенс се г с (борота,

и основными показателями биологической активности почвы - численность» щдаонифицирушкх,нитуи|^щируюгЗ(х,целлплозо}.азрусшс£ф(х микроорганизмов,а также интенсивность« накопления в почве свободных аминокислот,разложением льняного полотна и активностью ферментов.

В. Расчет экономической эффективности показал, что рентабельность и окупаемость I кг удобрений продукцией были шве при внесении умег-енних доз по сравнению с высокими в 2 раза.

9. Внесение высоких доз минеральных удобрений является нерациональным, так как они не повышают урожайность возделываемых культур, ухудшают некоторые биологические и агрохимические свойства выщелоченного тяжело суглинистого чернозема,а такте не способствуют улучшению качества сельскохозяйственной продукции,

ПРВДОШШ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При возделывании кукурузы для получения урожая зеленой массы 420-450 ц/га с хорошим качеством продукции применять минеральные удобрения в дозе К^доР^д^К^^ отдельно или на фоне

<Ю г/га навозя. В целях оптимизации содержания нитратен в зеленой массе куку)усы уборку ее на силос в условиях Мордовской А.ССР целесообразно доводить в фазу молочно-восковой спелости серна.

2. Для получения урожая зерна озимой ржи 35-40 ц/га применять микеральше удобрения в дозе Н120Р12<^В0 , а также в сочетании о фоном последействия 40 т/га навоза.

3. Для получения урожая зерна ячменя 40—6 «/га применять минеральные удобрения в дозе Ку^РдоК^ » а также в сочетании с фоном последействия 40 т/га навоза.

4. Использование рекомендуем« доз позволит оптикизировать псказат«™ биологической активности почиы, а следовптельно, и ел питатйльпчЯ [''.мш, что и ясн«чноу счето сбусдоЕлигаит получение

высоких урожаев сельскохозяйственны* культур с хоропим качеством их продукции.

По теме диссертации опубликованы следующие работы)!

1. Ашоева Г.П. Вю логическая активность почвы в условиях интенсивной химизации сельского хозяйства //Повышение эффективности химизации в интенсивном земледелии Аруда НИИСХ Северо-Востока. . - Киров, 1568. - С. 70-72,

2, Наумова Г.П., Бессонова М.Н. Влияние возрастающих доз удобрений на микрофлору выщелоченного чернозема в звене оернопро-пашного севооборота //Информ. листок > 70Л8.. - Саранск:Кордов. ЦНа^ 1968. - 4 с.

3, Ре мне Е.Х., Наумова Г.П;, Бессонова Ы.Н. Влияние возрастающих доз удобрений на биологическую активность почвы, урожай и качество культур в звене эернопропапного севооборота //Информ, листок № 191-88, - Саранск:Нордов.ЩГИ, 1938,.- 4 с,

4. Взмпе Е.Х,, Кузнецова Л.Б., Мишунина М.П,, Рагимов Р.У., Аагаева Г.П., Каралетян Л.П. Негативное влияние высоких доз минеральных удобрений на биологическую активность поив, содержание

в них и в возделываемых культурах нитратов /Экологические проб-леш накопления нитратов в окружавдай среде1Тез;докл.Всеосюэ, кояф» - Цуг?шо, 1909. - С, 74* .

5. Вгкпе Е.Х., Наумова Г.П, Изменения биологической активности и агрохимических свойств выщелоченного чернозема при систематическом внесении удобрений в условиях Мордовской АССР //Агрохимия. - 1969. - * 12. - С.. 52-59, •

6, Наумова Г.П, Экономическая эффективность применения удобрений в эвене зернопрспагаого севооборота //Информ.лясток

В 82-89. - Саранск:Мордов.ЦНТИ, 1Э69, - 3 с. .

Объем I1/» п. л.

Заказ 2664.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44