Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологические процессы и плодородие чернозема выщелоченного ЦЧЗ при внесении соломы и сидератов

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Биологические процессы и плодородие чернозема выщелоченного ЦЧЗ при внесении соломы и сидератов"

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К. Д. ГЛИНКИ

На правах рукописи

КОРЖОВ Сергей Иванович

УДК 031.46:631.87(470.32)

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЦЧЗ ПРИ ВНЕСЕНИИ СОЛОМЫ И СИДЕРАТОВ

Специальность 06.01.01 — общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ВОРОНЕЖ 1994

Работа йЫпо.тйеПа в Воронежском государственном аграрном университете и\1. К. Д. Глинки.

Пауч ные 'руководители:

членчкорреспондент РАСХ'Н, доктор с.-х. наук, профессор М. И. Сидоров;

доктор с.-х. таук, .профессор Н. И. Зезюков.

доктор, с.-х. -наук В. М. Дудкин; доктор 'с.-х. наук В. И. Кураков.

Ведущее предприятие — НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева.

в ауд. 265 на заседании специализированного совета К 120.54.01 Воронежского госагроуииверситета имени К. Д. Глинки.

С диссертацией можно ознакомиться в .библиотеке ВГАУ. Автореферат разослан «¿2*?» октября 1994 года.

Отзыв на автореферат, завереинный печатью, 'просим направлять по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, ВГАУ, ¡специализированному совету .агрофака.

Ученый секретарь специализированного .совета

канд. с.-х. наук, доцент И. А. Якименко

Официальные оппоненты:

1994 года в 12 часов

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Роль плодородия почвы в современных условиях, складывающихся в сельском хозяйстве России, возрастает как фактора экономического и экологического, так как оно определяет урожайноть сельскохозяйственных культур и состояние окружающей среды.

ТТппттородие почв зависит от емкости и интенсивности круговорота веществ и энергии. Черноземные почвы сформировались под многолетней травянистой растнтельностью.обеспечивающей высокую интенсивность биологических процесов. В агроценозах емкость круговорота биологических элементов снизилась, большая часть 1« отчуждается с хозяйственным урожаем.Восполнение отчуждаемых й урожаем питательных веществ достигается внесением органических и Минеральных удобрений.

В настоящее время в земледелии ЦЧЗ.основным органическим удобрением является навоз, однако, его вносится менее половины потребного количества. В связи с этим актуально применение других источников пополнения органического вещества почвы (внесение нетоварной части урожая, приготовленых компостов, посев многолетних трав и сидератов и т.д.).

Использование Новых органических удобрений связано с рядом нерешенных вопросов. Так заделка соломы в почву наряду с положительным влиянием {улучшение агрофизических свойств почвЫ, увеличение содержания гумуса И др), вызывает негативные процессы (иммобилизация подвижного азота, повышение токсичности почвы и др.).

Для решения вопросов регулирования почвенного плодородия необходимо знайие общих закономерностей почвенных процессов, протекающих при непосредственном участии микроорганизмов.

При комплексном изучении органических удобрений особую ценность представляют наблюдения за их влиянием на микрофлору и биодинамику почвы,так как они помогают выявить и своевременно устранить возможные негативные последствия данного способа повышения плодородия почвы.

На черноземных почвах недостаточно проработанным является вопрос изменения биологических процессов при внесении соломы и зеленого удобрения, изучению биологических процессов протекающих в почве посвящена наша работа.

Цель и задачи исследований. Цель исследования заключалась в определении закономерности протекания биологических процессов в черноземе внЕеяоченксм при различных способах повышения

_ о _

плодородия ПОЧВЫ.

В результате исследований решались следующие вадачи;

1. Выявлялась динамика почвенных микроорганизмов в слое почвы 0 - 20 см.

2. Определялась динамика выделение из почвы (30г.

3. Определялось накопление фитотоксинов при внесении соломы по фону минеральных удобрений, а также совместного внесения биомассы соломы и зеленых удобрений.

4. Определялось накопление свободных фенолышх соединений $ слое иочьы 0 - 20 см.

4. Рассчитывалась энергетическая эффективность приемов повше-пия плодородия почвы при использовании их под кукурузу.

Научная новизна. В результате исследований Дана сравнительная оценка удобрительной ценности соломы полевых культур, выявлено ее влияние на направленность микробиологических процессов в почве и связанных с этим показателей почвенного плодородия ..

Показано, что комплексное внесение соломы с зеленой массой сидератов способствует увеличению скорости н полноты разложения органических соединений удобрений- и растительных остатков возделываемых культур.

Установлено, что токсичность соломы озимой -пшеницы проявляется в неблагоприятные ( васушлиьые ) годы . Снижение токсич-ностим достигается путем сочетания внесения соломы с пожнивным посевом горчицы сарептской на зеленое удобрение. Содержание фенолов в почве, зависящее от гида удобрения,, не всегда'является основной причиной фитотоксичности почвы.

Практическая ценнооть работы. Результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать в условиях лесостепной зоны ЦЧЗ пути для создания бездефицитного баланса гумуса, сохранения и повышения плодородия почвы. Совместное применение поломы и пожнивных сидератов, еаделка в почву трудноразлагае-мых соломистых остатков с легкагидролизуе;,юй биомассой зеленых удобрений, обеспечивает оптимизацию биологических процессов, благоприятные условия формирования почвенного плодородия. Защидаемые положения.

1. Изменение биологических процессов чернозема выщелоченного при внесении соломы озимой пшеницы, озимой ржи и гречихи.

- з -

2. Обеспечение снижения отрицательного действия внесения соломы путем совместного се применения с зеленым удобрением.

3.. ЙрИорйтет испольвования различных видов соломы полевых культур на удобрения.

Настоящая работа проводилась в течение аспирантской подготовки поя руководством доктора сельксхозяйственных наук, член-корреспондента РАСХН, профессора М. И.Сидорова и доктора ■~елъскохозяйственных наук, профессора Н.И. Зееюкова.

Реализация результатов исследования. Научные разработки прошли производственную проверку в ТОО "Правда" Терновского района Воронежской Области на площади 200 га.

Апробация работы. Результаты работы доложены на региональных (Воронеж,1992,1993,1994, Пенза,1992,1993), межвузовских (Воронеж,1993, Мичуринск,1993), международных (Шортан-ды,1393) научных конференциях. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и об-Ьем диссертации. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста и включает введение, шесть глав, выводы, предложения производству, список литературы и приложения. Работа Иллюстрирована 25 таблицами и 6 рисунками. Список литературы включает 188 источника, в том числе 18 иностранных.

Условия и Методика проведения исследований. Исследования по влияшм внесения соломы на биологические процессы в черноземе выщелоченном и учет урожайности сельскохозяйственных культур проводили в многофакторном стационарном и микроделя-ночнсм опУтах кафедры земледелия и отдела плодородия опытной станции Воронежского государственного аграрного университета в 1990-1992 годах.

Солому озимой пшеницы еносили под кукурузу. Сразу же после уборки озимой пшеницы всю солому измельчали, равномерно распределяли по делянкам и производили вспашку почвы под кукурузу на 23-30 см, которая шла в севообороте по озимой пшенице.

Почва опытного участка опытной станции ВГАУ - чернозем выщелоченный малогумусныи среднемощный тялелосуглинистый. Содержание подвижного фосфора (Р2О5-П0 Чирикову) в пахотном слое 7,3-13 мг, обменного калия (КгО -по Масловой) - 16,4-23,8 мг на 100 г абсолютно сухой почвы, рН солевой вытяжки 5,7-6,8.

Содержание гумуса в пахотном слое - 4,0-4,2 X.

Схема стационарного опыта следующая i

1.Контроль ( минеральные и органические удобрения не. вносились, на почву оказывали влияние только возделываемые культуры) .

2. Внесение минеральных удобрений под пропашные культуры по HI50 Р1Б0 Kl50 ( HPK ).

3. Внесение под пропашные навоза в до?« 40 т/га под (Навоз)

4. Внесение под пропашные минеральных удобрений Н150Р150К150 и биологического урожая соломы озимой пшеницы (7-8т) (НРК+С).

5. Замена чистого пара на донниковый под озимую пшеницу внесение под пропашные N150 Р1Б0 К150 ( NPK+Донник ).

6. То же, ' то в варианте 5 + солома (NPK+Д+С).

7. То же, что в варианте 6 + Пожнивный сид9рат(МРК+Д+С+ПП).

8. То же, что в варианте 7 + Дефекат (NPK+Д+С+ГШ+Д).

Дозы удобрений обеспечивают вынос элементов питания на

программируемый урожай кукурузы на силос 45,0 - ВО,0 т/га. Опыт был заложен в трехкратной повторности, размещение варнтн-тов рендомиаированное в один ярус. Размер делянок 44 * 10 м, площадь- 440 м2. После расщепления пропашных сахарной свеклы и кукурузы на силос, размер делянок составлял £2*10= 220 м2, в т.ч. уборочная (учетная) площадь 15 а 8 = 120 м2 .

Удобрительная оценка соломы различных культур проводилась в мжроделяночном опыте.

Агротехника возделывания культур в полевых опытах общепринятая для лесостепной зоны Воронежской области. Учет Урожая, кукурузы проводили вручную, поделяночно.

Урожайные данные и основные сопутствующие исследования подвергались статистической обработка методом дисперсионного и корреляционного анализа (Доспехов Б.А., 1985) на ПЭВМ "ГОЛЬФ".

Анализ почеы и растений проводили по общепринятым мето-дикрч:

1.Анализ основных физиологических групп почвенных микроорганизмов по методике Всеросийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии путем высева почвенной суспензии определенных разведений на элективные питательные среды ;Е.З.Теппер и др.979); определение проводилось в свежих образцах почвы в слое 0-20 см 3- раза за вегетационный-

период (посев кукурувы, выметывание метелки, уборка) в трехкратной повторности. Учитывали количество аммонификаторов на мясо-пептонном агаре (МПА), бактерии, ассш,нитрующие минеральные формы азота и актиномицеты на крахмало-аммиачном агаре (ИАА), численность микроиицетов - на среде Чапека,(подкисленной молочной кислотой); целлрлпзоразрушающие микроорганизмы (общая численность, состав отдельных групп) изучали на агавизированной среде Гетченсона с бумажными фильтрами; аэробные фиксатор« ааота - олигоннтрофилы - учитывали также чашечным методом на среде Зшби.

2. Токсичность определяли по методике А.М.Гродзинско-го (1979).

3. Содержание фенольных веществ в почве по методике Центрального республиканс1юго ботанического сада АН Украины (1980).

1. Нитратный И аммиачшл! азот определяли послойно 0-10, 10-20, 20-аз см с свежих образцах 3 раза зл вог^ацио; нитратный азот - ионометрическиы методом в 'модкфикг. тн ЦИНАО, ошиачмый - фотоколсметрическйм методом в модификации Д1ША0. 'Подшиний фосфор и обменный (алий - по Чяршэву (1958).

В. Выделение СОг - по Штатному (1067).

Г'езультаты исследований.

Влияние приемов повышения плодородия почвы на численность основных фивиологнчесгашх групп микроорганизмов

Микроорганизмы нгралт ргиаыщуь роль п создании почвенного плодородия. Они принимают участие й процесса:; разложения биомассы растении, синтеза и минерализации гумуса, создания водопрочной структуры почвы, в обеспечении эломэнтгнл минералы: ж> питания растеши'« и тшвих оргскг:?хов пгтаи.

Познание закономерностей течения процесса;- зшываеных комплексом почвешшх иикрсорггшизиоз, поойояь'СР аайтя клк»ч к решению проблемы стабилизации « расширенного воспроизводства плодородия черНоземог.

Большой интерес в п^чне изучения воздействия антропогенных факторов на почвенную биоту, в частности "-рикепейпе раз-

лого рода удобрений, имеют исследования микробиологических процессов в почве, связанные с определены» этапом превращения органических и неорганических веществ в ней. Анализ активности физиологических групп микроорганизмов и их количественного соотношения дает представление о направленности биохимических процессов в почве.

Запашка в почву соломы, как отделено так, И совместна Р зеленым удобрением, Еызывает изменение ее сройств. й том чнод© и биологических, что ведет в конечном счете к изменении структуры комплекса почвенных микроорганизмов.

Внесение в почву свежего органического рещес?ра в целом Повышало ее общую биогенностъ в весенний период на 18,3-(табл.1).

Таблица 1

Характеристика интенсивности микробиологических процессов в почве под кукурузой, перед посевом (среднее вэ 109О-1£)92ГГ1

Варианты опыта Общее кол-во Относительней Коэффщ.

микроорганизмов показатель нммобЦ-(млн/г почвы) биогецности лйзации

Контроль 22,8 16,8 1.В

КРК 23,2 18.0 ЬЗ

Навоз 20,1 17,6 1.2

НРК*Соломз 28,3 . 23,7 1,4

НРК+Донник 18,3 20,4 0,9

МРК+Д+С 22,2 10,9 1.6

НРК+Д+С+ПП £8,3 47,5 1,9

МРК+Д+С+Ш+Д 26,9 30,0 1,4

Наибольшая численности микроорганизмов в этот период отмечалась на вариантах с внесением соломы озимой пшеиивд по фону минеральных удобрений и комплексного внесения минеральных удобрений, соломы и пожнивного посева. Число микроорганизмов на данных вариантах увеличилось на 0,1 млн/г почвы. Вследствие различного химического состава внесенной органики увеличение

_ п -

количества микроорганизмов происходило за счет различных групп: зеленые удобрения в большей степени повышали активность азот-фиксирущИХ микроорганизмов и грибов, солома актиномицетов и целлюлозолитических микроорганизмов.

совместное внесение трудноразлогаемых компонентов соломы с .-••'гкогкг'ролиэуемымй соединениями зеленых удобрений способа твует более быстрому освоению этих органических . веществ почетными микроорганизмами и повышает скорость их минерализации. Так с момента заделки соломы в почеу и до посева кукурузы они разлогались на 26%, з смесь соломы и пожнивного сидерата на 53,в % (. А.В.ДеД0в,1991,Н,И.Зезюков,1994).

В наших исследованиях это подтверждается значением относительного показателя биогенности. (ОП),. величина которого рас-561! с увеличением содержания легкогидролизуемой растительной Оргайики. На варианте комплексного внесения минеральных удобрений, донника, соломы и горчицы сарептской ОН равнялся 17,5. ЁНесение одной соломы с минеральными удобрениями и совместное внесение о органическими удобрениями дефеката не давало такого Эффекта» замедляло процесс деструкции органического вещества: Ш Ойогейности равнялся 23,7 и 30,0 соответственно. На этих ВЗрИайТай он имел максимальное значение, что указывало на присутствие в почве еще значительного количества легкогидролизуе-Кьй Сбе'дийений. Наличие целлюлозы (солома) и Са (дефекат) замедлило Деструкцию внесенной с удобрениями органической массы И ЛроЦесс ее минерализации растягивался во Бремени. Последнее б.йагой(ШтМо сказывается на плодородие почеы. Снижение скорос-ТН Шибрзлизацим определило и более высокие показатели коэффи-ЩШМЗ й'^юбилизации, которые увеличились в среднем 1,1-1,8 р&й. ВЫСокие значений этого показателя на контрольном варианте 1М сйязЫваем с вовлечением в процесс минерализации гумусовых ЕёЩсИВ.

((бобходимо ответить, что на микробиологические процессы в ЬоШв «созывает влияние и вид сидеральной культуры. По результатов нашего вегетационного опыта заделка зеленой массы донника и эспарцета приводила к одинаково резкому повышению активности всех групп микроорганизмов (рис.1). Однако, в ходе изучения д«начк!{И активности комплекса почвенных микроорганизмов установлено, что скорость разложения донншса била выше; пик

млн\г а)

40 - Л

30 ■ /Лх

20 • .// \ /

10 / ч

ч

Контроль -

Донник --

301

мдн\г 40+

Э0--20-10 -

!б 1в Зой

парцет------

б)

Л

/

\

/

/ А

\

\

// /

сутки

V

1Б 1Б к

\

Л

тью\г в)

00 ■

60 -

/

40 /•

//

20 ■ /

тыс\г Г)

80--

Ь Ь Ь

млн\г

40 - Д) Л

30

20 ■ 4 /

10 •

млн\г 40+ е)

N

I

N_____10-

А

/аА

/

/

' / /

/

Л \ \ \

X

Тв зЙ сутки 16 45

76

Рис.1. Динамика численности почвенных микроорганизмов при оазложении зеленой массы донника и эспарцета: а) аммонифицирующие бактерии; б) бактерии усваивающие минеральные формы азота; в) микромицеты; г) целлюлозолитические микроорганизмы; д) австфиксирутацие бактерии; е) олиготрофные микроорга-нивмы.

\

- о -

активности микроорганизмов приходился на 40-45 день после ва-дел1си его биомассы.

Эспарцет отличался замедлением процессов деструкции на самом первом этапе - разложения труднодоступных компонентов клеточной оболочки: показатели наибольшей микробиологической активности находились между 46 и 75 днег, разложения.

К 300 дню разложения численность всех групп микроорганизмов, ва исключением целлюлозоразрущающих, снижалась до контрольного варианта или же приближалась к нему. Численность цел-люлозоразругаащих микроорганизмов к атому периоду на всех вариантах увеличивалась, что мы связываем со способностью данной группы микроорганизмов раэлагать гумус почш (Наплекова H.H.,1374,Берестецкий 0.Л.,1984).

Веленая масса эспарцета по сравнению о донником инициировала больший пул микроорганизмов, что связано не только с разницей п химическом составе исследуемых культур, но н с по?ешшаяыи<ма возможностями боле-о полного разложения биомассы этом культуры в почпе. В' этом отко!с"КНИ в качество сидералькой 1^ульту ми, вероятно,. следует предпочесть ротнч:, так как содпгси здсодоа микробиологическая активность зимогонной микрофлоры кокет привести к аь-томатичоскоыу вовлечения в процессы минерализации гумусовых во-дзстз.

Органическое вещество пидератов увеличивало азотфйксирую-цкз и целлюлозолитическиэ свойства почвы, ; оказывающие непосредственное влияние на ео плодородие; активность данных групп микроорганизмов увеличивалась в среднем в 3-3,5 м. 2-3 раза соответственно.

Таким Ьбрааом, процесса минерализации в почве мо-шо регулировать путем внесения органических удобрений рлэлнчкого химического состава и йх сочетаем.

Ивмеизниз биологической активности !:счпы.

Количества углекислого газа, выделяем пег; ..с.;, достаточно ■ объективно отражает интенсивность 6noj>oi'j-iвеских процессов, происходящие в обрабатываемой слоя почп; по величине этого показателя судят о степни И скорости минерализации поступившего в почву органического вещества.

В нашем опыте большая интенсивность выделения углекислого газа из почвы, в начальный период вегетации, отмечалась' в посеве проса, высеваемого по соломе озимой пшеницы заделываемой на глубину 10-20 см: величина продуцирования СОг в этом случае на 10-35 X превышала данный показатель на остальных вариантах опыта (.табл.2).

Таблица 2

Выделение СОг из почеы под различными культурами в йависи-мости от вида соломы и глубины ее заделки ( среднее ва. 1991 - 1992 гг ), ( мг/кг почвы ).

Культура

Солома

Озимой пшеницы

Озимой рлш ,

Глубина заделки, см

0-10 : 10-20

Гречихи

0-10 : 10-20 : .0-10 г 10-20

Посев

Горох

Ячмень

Просо

НСР0Э5

Горох

Ячмень

Просо

. НСРоэ5

127,9 131,7 145,5 119,3

159,4 129.6 общ.

140,2 172,1 * 24,6

119.5 138,5

139.6 132,8 част. - 10,1

Цветение

185,4 105,4 89,3 82,9 118,2 84,6 общ. - 14,6

Горох 106,1 104,5

ЯЧУЧ1Ъ 126,3 109,9

Просо 98,5 110,4

НСРоэз общ. - 14,4

105,1 НЕ,В

84.6 69,9

76.7 62,8 част, - 5,9 Уборка

90,6 99,1

132,3 117,е

112,3 иг,8

част. - 4,6

135.1 142,2 162,8 142,2

133.2 148,6 культ. - 8,2

89,1 62,7 93,0 107,4 69,4 65,0

•<улът. - 4,В

62,7 98,1

109,2 94,8

124,4 108,В

Культ. - 3,8

В это время отмечалось самое еысокоо выделение углекислого газа из почвы. Более равномерно по исследуемым слоям почеы выделение СОг то н^ вариантах о внесением гречишной соломы и мало-зависело от глубины заделки.

По мере развития культур на "дыхание почвы" оказывали влияние кэ только вид соломы, но и вегетирующие культуры, которые вследствие своих биологических особенностей по разному влияли на разложение внесенной солош. Так бо второй срок определения большее Еыделение углекислоты отмечалось под горохом, посегном по соломе злаковых культур. Причем, более интенсивно этот процесс шел при поверхностной заделке соломы 0-10 см).

К периоду уборки культур самый заметный стимулирующий эффект на минерализацию солсмы озимых культур определялся под ячменем: выделение СОг под этой культурой по сравнен!« о,другими вариантами упел)га»валось на £0,6-16,12 осо^лшп зги было заметно опять яо прк поверхностной заделке соло««. увеличение скорости рз&шодшз сзлсл-ы гречихи а ¿тот период бодрее влияние. оказывало кросб. Причем, нуяьчкруажее внесение зюго вида солокы (0-10 см) способствовало росту интенсивности ее шшераиизаЦнн.

Таким обрансм, процесс минерализации соломистых остатков, ьносииш в почву в царстве органических удобрений зависит не только от вида соломы, но и глубины заделки. Кроме того, интенсивность этого процесса в значительной степени определяется К'/ль^урой. Это следует учитмать при испольоовании соломы на УйЬорейце для соэдштп бебдг.фицммго болацса гумуса.

Токе;,юность ПОЧУ.Ы.

Вй«Н0й СпояоМИесю. й ча^ггерйсТШкзн лочви п ??тсг? ее 5рйсичНос?ъ- (Згбйстьо пенка созывать ингибиру^э'.* на

расуыш ашасякйв бг миопи причин. В основных,

ряд авторе» укашдааят влйшнго воздегагеаомш гл яъг/р -растений в период ¡п веГгтацин И последую;?,ее действие растительных остатков (Грода&окйЙ А.М. 1991,Лобюй В.1.191Э4).

Дейстзке растительных остатков на токсичность почьы чаьи^

сит от их качественного состава и количества в почве. Эти показатели меняются в процессе разложения, чем объясняются характерные для данного вида растений изменения активности выделяемых в почну сапролинов.

Нами изучалось фитотоксическое влияние различных видов органических удобрений и их сочетания на токсичность почвы при выращивании кукурузы на силос.

СоломО-озимой пшеницы, зеленная масса донника белого, и горчиц» сарептской при ааделкие их в почву, оказывали различное действие на почву, что в свою очередь зависело от метеорологических условий и фазы развития кукурузы ( тайл.З). .

Таблица 3

Содержание водорастворимых колиноь в почЕе под кукурузой на силос в зависимости от вида вносимых удобрений ( в условных кумариноЕых еденицах

I Варианты | 1991 1 1 1992

UllUici | ( I 1 г 1 з 1 | 1 ' 2 3

Контроль 23,0 2,Б 8.4 4,0 3,0 40,Q

HPK 3,0 4,а 10,8 6,0 6,0 24,0

Навоз 6,2 ?Д 2,8 8,4 8,8 8,4

HPK + Солома '¿8, в Б,1 136,0 14,0 4,4 24,0

HPK + Д 5,4 Б,4 2,0 8,4 4,8 13,Б

HPK + д + С 8,5 6,8 11,6 12,0 5,8 28,0

HPK + л + с + пп 17,8 3,7 20,3 3,0 2,9 40,0

HPK + Д + с + 11П i Деф. 26,2 10,8 20,3 21,0 7,4 17,0

НСР0дп 6,48 4,12 ; Г,65 2.10 3,16 2,33

Примечание: 1-посев, 2-выметывание метелки,3-уборка.

Просматривается тенденция явного увеличения токсичности почвы нь вариантах с внесением соломы в течение всего периода вегетеции. Совместная залгоиса в почву соломы с легкогидролизу-

емым вещёстбом зеленых удобрений значительно снижала токсичность почвы.' содержание колинов снижалось в 6,7 и 11,7 раз.

Следует -отметить, что засушливые условия способствовали резкому повышению токсичности почвы (1991г), что мы связываем с замедленным разложением соломистых остатков и размножением сггег.кфйчсской микрофлоры, которая способствует накоплению фи-Тотоксинов й почве.

Фснольные соединения.

В качестве одной из основных причин токсичности почвы многие авторы указывают содержание в ней фенольных соединений (ЛМеДЭб?, Двюбенко Крупа Л.И. 1977,Деревягин В.А.1988).

Полученные данные свидетельствуют о том, что содержание свободных фенольных соединений зависело от вида удобрений, срока отбора образцов и погодных условий (табл.4).

Таблица 4

сумыарйое содержание фенольных веществ в почве под

кукурузой в слое почвы 0-30 см, мг/кг почвы. -^-(---,-

| 1991 I 1992

Варианты } опыта | • 1 2 ■ 3 1 2 3

контроль 43,32 29,61 26,38 39,16 36,40 36,98

НРК 11,62 28.48 28,76 46,73 22,72 23,14

Навоз 12,97 26,13 21,31 42,83 31,90 31,96

НРК+Солома 22,24 32,51 17,34 49,38 30,36 30,33

ПРК+Донник 26,39 28,47 12,34 40,64 26,02 20,11

КРК+Д+С 22,49 29,59 17,68 34,42 35,85 35,80"

!!РК+Д+С+ПП 18,30 39,45 13,68 46,22 33,90 33,83

К'гК+Д+С+ПШ-Деф. 18,63 24,07 10,12 34,54 32,11 32,02

ПСР095 5,29 1,27 5,85 0,43 4,11 0,83

Примечание: 1-посев 2-выметывание метелки 3-уборка Внесение соломы озимой пшеницы по фону минеральных удоб-

- ц -

рений в сравнении с внесением одних минеральных удобрений увеличивало содержание фенолов в почве в весенний период 91,4%. Комплексное же внесение минеральных /добрений, биомассы донника, соломы и пожнивного сидерата повышало нгчопление фенольных соединений лишь на 40,ЗХ, что мы Связываем о более высокими темпами разложения растительных остатков на этом варианте.

В условиях недостаточного обеспечения почвы влагой (1991г), как минеральные, так и органические удобрения снижали накопление фенольных соединений на 26,8-60,9%. И наоборот/ более влажные условия(. 1992г) предопредилили более высокие темпы деструкции органических удобрений и накопление в почве большего [юличества фенолов; Так их' содержание Перед Посевом кукурузы на вариантах с соломой на фонд минеральных удобрений и комплексном внесении минеральных удобрений, дойника, сопомы и пожнивного сидерата превышало контроль только на 26,1 и 1вА01 соответственно*

Таким образом, в ВасушлиЕЫХ условиях изучаемые органичес-юте Удобрения способствовали снижению содержания фейольйЫХ соединений в почве. При достаточном увлажнении отмечалась тенденция их накоплении, что мы связываем о более Глубоким процессом разложения органического вещества почвы, вовлечения 8 него ^рудногидролизуемых соединений (легнип, целлюлоза и др.) й выделением при этом фенольных веществ.

Корреляционный анализ Между содержанием фенольных соедини пий и колинов в почве4 показав средний зависимость (г=0,38-0,43). Это указывает На то, что в наШих условиях вещества фенольной природы Не являются Ьсйовной причиной фито-токсических свойств почвы.

УГОДНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИЗУЧАЕМЫХ ПРИЕМОВ.

Внесение как минеральных,' так и органических удобрений в благоприятные годы значительно повышало урожай зеленой массы кукурузы на силос (табл.5). В условиях 1990 и 1992 гг Минерализация органического вещества, благодаря повышению активности почвенной микрофлоры, протекала интенсивно'и высвобождающие

элементы питания использовались кукурузой.

Таблицу 5

Урожайность кукурузы на силос и коэффициент энергетической эффективности при различных способах повышения плодородия выщелоченного чернозема

Варианты опыта 1 |Урожай зеленой массы, 1 • т/га. |K. энерге-

1- 1 " 1 TinecKon

| 199Q i 1991 j 1992 |зффектив.

i | 1 ■ I 1 i 1(1990-1992) i

Контроль 38,2 26,1 66,3 1,1

HPK 49,9 26,7 67,7 1,2

Навоз 52,4 22,8 73,5

NPK+Солома 54,6 28,8 59,7 1,5

НРК+Донник 58,1 . 24,4 76,7 1,2

нгк*д+с 4t, 4. 21,4 72,7 Mi

НРк+Л+О+ПП 62,9 21,4 66,0 1,3

КРК+Л+С+ПП+Дефекат Б5,7 22,9 75,3 1,7

НСРозп ' 4,0 2,6 2,5

В 1991 году рри достаточно высокой температуре воздуха продуктивность кукурузы ограничивалась недостатком влаги. Прибавка урсшая зеленой массы в атат год отмечалась лишь на варианте ыюсеиил минеральный удобрений и солош и составила 2,7 т/га по сравнению с Контролем.

Внесение в почву на: минеральных так и органично* ич удобрений повышало урожайность кукурузы на силос ч грвг-.мл за три года ьа 6,0-11,1 т/га.

Коэффициент энерг «тичесной эффегггадшсоти к-">. контрольном варианте был самым низким (1,1), при пг-'гкш «шйраяытх удобрений этот показатель увеличился на 10%. пр5!Мзиеш-:э бксло-Мпеских приемов пови.л!..я плодородия почвы (замена чистого пара на сидераиышй,. еозд> шваиие псжнивнсго сидерата, использование биологического урожая соломы озимой пшег цы в ка<естве

органического удобрения) повышало коэффициент энергетической эффективности до 1,3-1,7, что на 10-БЬ^'№н¥[хйьныи вариант.

Влияние соломы различных полевых культур и глубины ее 8а-делки на урожайность гороха,ячменя и проса показано в таблицеб

Таблица 6

Урожайность культур в зависимости от вида соломы и глубины ее заделки, г\см2 (среднее за 1991-1992)

Солома и глубина ее ваделки, см

Культура | озимой пшеницы | озимой ржи | гречихи

| 0-10 10-20 | 0-10 10-20 | 0-10 10-20 __I_I_:___I-

Горох 65,1 78,1 37,1 60,1 76,0 57,9

Ячмень 235,1 371,3 277,6 331,0 287,4 312,6

Просо 57,7 62,0 60,3 59,2 91,0 65,0

НСРоэз общ. - 24,7 част.- 9,8 культ. - 10,6

Большая урожайность гороха отмечалась по ржаной и гречишной соломе при поверхностной их заделке. Ячмень более интенсивно реагировал на глубину заделки нежели на вид соломы. Урожай зерна ячменя по всем видам соломы при ее заделке на глубину 10-20 см на 25,2-136,0 г/мг превышал урожайность этой культуры, полученной при поверхностной заделке соломы. Просо дало наибольшие показатели по соломе гречихи при заделке на глубину 0-10 см-

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Внесение в почву изучаемых форм органических удобрений способствовало росту биологической активности почвы; проявляющейся в увеличении физиологических и функциональных свойств

комплекса почвенных микроорганизмов и его отдельных групп.

2. Скорость биологических процессов в почве зависела от вида удобрения. Быстрее минерализовалось органическое вещество сидератов. Солома медленно разлагалась в пахотном слое почвы. Совместное применение соломы с зелеными удобрениями ускоряло темпы минерализации соломистых остатков в 1,4-2,1 раза.

3. •''"сма оказывала влияние на фиксацию азота свободножи-вущими микроорганизмами. Численность азотобактера в среднем за три года возрастала на 160 %. Запашка соломы и зеленых удобрений совместно в большей степени стимулировала развитие аэробных азотфиксаторов, их численность при этом превышала контрольный вариант в 2-4 раза.

4. СоЛоМа И сидераты оказывали влияние на почвенную микрофлору. Численность аммонификаторов и бактерий, использующих минеральные формы азота при внесении соломы увеличивалась на 1,1-4,7' млн/г почеы по сравнению с контролем. Запашка навоза и соломы в засушливых условиях способствовала росту численности микромицетов в 1,2-1,6 раз, а целлюлозолитических микроорганизмов в 1,4-2,5 раз.. Совместное внесение • соломы и зеленых удобрений снижало численность микромицетов в 2 - 3 раза.

5. Внесение соломы в качестве удобрения способствовало увеличению фитотоксичности почвы. Больше всего это проявлялось в засушливых условиях. К концу вегетации кукурузы содержание токсических веществ в почве составляло 136 УКЕ, что в 16,2 раза превосходило контроль. Совместная заделка соломы и пожнивного сидерата снижала накопление токсичечких соединений в почве до 20,3 УКЕ.

В выщелоченном черноземе содержалось 10,1-36,4 мг/кг почвы фенольных соединений. Применение органических удобрений в засушливых условиях снижало накопление фенолов. Влажные условия способствовали увеличению концентрации фенолов на 18-26%. Фенольные соединения не являлись основной причиной токсичности почвы, коэффициент корреляции между содержанием фенолов и ко-линов был О,38...0,43.

6.Запашка соломы и сидератов увеличивала содержание доступных форм фосфора и калия в 1,2-1,6 раз в сравнении с контролем. Внесение биологического урожая соломы снижало содержание нитратного азота в почве вследствие иммобилизации его почвенными микроорганизмами. Комплексное применение соломы с сидера-

тами исшшчало это негативное последствие и способствовало увеличению накопления нитратного азота в 1,3-2,1 раза.

7. Применение приемов повышенк.. плодородия почвы повышало урожайность веленой массы кукурузы по соломе озимой пшеницы в благоприятных условиях на 3,4-16,3 т/га. Комплексное внесение соломы, пожнивного сидерата и дефеката обеспечивало повышение урожайности На 17,5-19,0 т/га.

В засушливых условиях прибавка урожайности зеленой массЫ была на варианте с соломой (2,7 т/га).

Большая урожайность верна ячменя получена при внесении соломы озимой пшеницы заделанной на глубину 10-20 см и составила 371,3 г/м2. Максимальный урожай гороха 87,1 г/м2, получен по ржаной соломе при поверхностной ее заделке. Гречишная солома, заделанная на глубину 0-ю см, способствовала росту урожайности Берна проса до 91,0 г/м2 ( что на 30-37 % больше по сравнению с 8аделкой в глубокие сЛ^и.

8. Энергетическая оценка различных способов повышения плодородия вьделоченно^о чернозема показала, что затраты технической энергии на вариантах с внесением соломы, без пожнив^ ного посева, были самыми низкими. Коэффициент энергетической эффективности на вариантах комплексного применения соломы и сидеритов превышал контрольный вариант на 10 - Б5 %.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

1. Д."я оптимизации режима органического вещества Черноземных почв наряду с другими органическими удобрениями следует шире использовать солому и пожнивные культуры на зеленое удобрение.

2. Солому полевых культур необходимо вносить измельченной сразу после уборки, что достигается уборкой комбайнами с измельчителям. Солому озимой пшениш рекомендовать вносить под кукурузу на глубину 25-27 см, гречишную и ржаную соЛому вносить под горох и просо на глубину 0-10 см, а солому пшеницы - нз 10-20 см. Под ячмень целесообразно вносить солому гречихи и заделывать ее. на глубину 10-20 см.

Для ускорения разложения соломистых остатков перед задел-

кой соломм «носят авотные удобрения Мгэ-зо Kf/ra. При возможности , после заделки солому в почву, следует высевать пожнивно культуры (горчицу, редьку и др.) с последующей их заделкой.

По теме диссертации опубликовано 9 научных раСот:

1. Динамика почвенных микроорганизмов при разложении различных видов органических удобрений.// Сборник науч. трудов. -Воронеж, 1992.-С,112-116.

2.Микробиологические процессы в почве при внесении соломы и пожнивных сидератов.// Проблемы сохранения почвенного плодородия./ Тез. докл, регион, конф.- Пенза,1992.-С.61 - 62. (соавторы Н.И.Зезюков, В.В. Рябчикова).

3. Некормовая солома и пожнивные сидераты-важнейший реяерв органичоских удобрений в ЦЧР.// Аграрная рефирмз И стабилизация экономики аграрного комплекса ЦЧР./ Матер.ме»ф«г.научна- практ. конф.-Воронен, 1993.-0.120-122.(соавтор Н.И.Яопдков).

4. Влияние внесения различных видов соломы на биологическую активность почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.// Обеспечение эффективного функционирования производственного потенциала АПК России в условиях рыночных отношений./ Те'з.док. межреГ. научно-практ.конф. ВГАУ.-Воронеж,1993.-С.108-110.

.5.Влияние внесения соломы и зеленых удобрений на токсичность почвы и сумму свободных фенольных соединений.// Научные аспекты формирования йнтелектуальной собственности специалистов АПК России./ Тез. докл. научн. и учебно-методич. конф. -Воронеж, 1993.-С.8-9. (соавтор Н.И.Зезхжов).

6. Микробиологические аспекты использования различных органических удобрений в ландшафтной системе земледелия.// Проблемы экологии в сельском хозяйстве./ Тез. докл.-ПешзчДЗЗЗ.-0.92-93. (соавтор Н.И.Зезюков).

7. Влияние различных способов воспроизводства плодородия выщелоченного чернозема на токсичность почвы.// Там ко.-С.88-00.

8. Влияние соломы на токсичность почвы и урсаьайяостъ кукурузы на силос.// Адаптивные технологии возделывания технических и кормовых культур./ С">. науч.тр.ВГАУ.-Воронеж, 1993.-С. 119-12S (соавтор H.H.Зезюков).'

9. Влияние совместного использования соломы и зеленых удобре-

ний на биологическую активность поЧвы.// Tea. Докi междуН. научно- практ. конф.-Шортанды,1093. -С.121-122. ■(соайтор Н.И.Йеакь юзь).