Экологические аспекты использования биогумуса при возделывании картофеля на черноземе выщелоченном лесостепи Среднего Поволжья

Змеев, Сергей Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологические аспекты использования биогумуса при возделывании картофеля на черноземе выщелоченном лесостепи Среднего Поволжья
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологические аспекты использования биогумуса при возделывании картофеля на черноземе выщелоченном лесостепи Среднего Поволжья"

ЗМЕЕВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОГУМУСА ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ КАРТОФЕЛЯ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Саратов 2006

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководители: доктор биологических наук, профессор

Надежкин Сергей Михайлович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Попов Геннадий Николаевич

кандидат биологических наук, доцент Шаркова Сания Юнусовна

Ведущая организация: Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия

Защита диссертации состоится 7 апреля 2006 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного Совета Д 220.061.06 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И Вавилова» по адресу: 410б0?г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан и/ррлщ 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Н. Данилов

2006Й-

K2G\

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Несмотря на исключительную роль почвы как основного средства производства в земледелии антропогенное и агрогенное воздействия на нее усиливают деградацию потенциального и эффективного плодородия. Это неизбежно приводит к непрерывному росту затрат на поддержание определенного урожая сельскохозяйственных культур, что в современных условиях связано с большими трудностями (Кирюшин, 2000; Черников, Милащенко, Соколов, 2001).

Одним из путей решения экологических и социально-экономических проблем, возникающих в результате увеличения интенсивности антропогенного воздействия может бьггь внедрение биологически обоснованных систем удобрения, которые не только позволят увеличить валовые сборы и улучшить качество продукции, но и поддержать и даже повысить плодородие почвы, а также исключить опасность загрязнения окружающей среды (Богословский, Левин-ский, Сычев, 2004).

Тесная взаимосвязь гумусного состояния почвы и корневого питания растений с биохимической деятельностью почвенных микроорганизмов, а также реакция почвы на удобрения в зависимости от их видов, делают необходимым учет всех изменений, возникающих в сложной системе почва - микроорганизмы - удобрение - растение (Возняковская, 1988; Милащенко, Соколов, Брай-сон, Черников, 2000; Верзилин, Коржов, Придворев, 2005). Комплексные исследования влияния систематического применения удобрений позволяют выявить и своевременно устранить возможное проявление негативных сторон их воздействия. Однако, несмотря на нарушение многих экологических функций почвы и в первую очередь аккумуляцию биофильных элементов, буферность и емкость, до настоящего времени многие процессы в почвах правобережной лесостепи Среднего Поволжья остаются недостаточно изученными.

Цель и задачи исследований. Целью работы является экологическая оценка удобрений, приготовленных на основе биологической и химической трансформации органических субстратов на основные параметры плодородия чернозема выщелоченного, формирование урожая и качества клубней картофеля.

Были поставлены следующие задачи:

- выявить влияние биогумуса на содержание в почве органического вещества, его качественный состав и динамику лабильных форм;

- провести оценку воздействия удобрений на микробиологическую и эн-зиматическую активность чернозема выщелоченного;

- выявить влияние удобрений на пищевой режим и физико-химические свойства почвы;

- определить влияние применяемых удобрений на агрофизические свойства почвы;

- изучить влияние удобрений йности клубней

картофеля;

- выяснить транслокацию тяжелых металлов в системе почва-растение при использовании различных видов удобрений;

- дать эколого-энергетическую и эколого-экономическую оценку применения удобрений.

Научная новизна работы. В условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья проведено комплексное изучение влияния различных видов удобрений на параметры лабильной части органического вещества почвы, биологическую и энзиматическую активность. Установлено, что вермикомпост способствует росту биологической активности почвы, улучшению ее агрофизических и физико-химических свойств. Использование биогумуса как в виде органического удобрения, так и продуктов его химической трансформации, способствует: существенному росту урожайности картофеля. Применение биогумуса энергетически и экономически эффективно.

Практическая значимость работы. Установленные связи продуктивности агроценоза картофеля с показателями биологической активности и гумус-ного состояния почв позволяют прогнозировать действие удобрений на эффективное плодородие черноземных почв. Результаты исследований могут быть использованы для диагностики степени окультуренности чернозема выщелоченного. Выявленное положительное действие биогумуса на формирование урожая картофеля дает основание рекомендовать применение его в зоне Среднего Поволжья.

Основные положения, выносимые на защиту.

Влияние органических и минеральных удобрений на гумусное состояние, основные биологические, агрохимические и агрофизические свойства чернозема выщелоченного.

Комплексная оценка удобрений, приготовленных на основе биологической и химической переработки отходов животноводства.

Влияние удобрений на формирование урожая и качества картофеля.

Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение: на Международной научно-практической конференции «Почва, жизнь, благосостояние», Пенза, 2000 г.; научно-практической конференции молодых ученых Пензенской ГСХА, Пенза, 2001 г.; Международной научно-практической конференции «Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие», Пенза, 2005 г.; Международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве», ДонГАУ, 2005 г.; Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные процессы в сфере АПК», Пенза, 2006 г.; Межрегиональной научно-практической конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки», Чебоксары, 2006 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, девяти глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 9 рисунков и 40 таб-

лиц, 8 таблиц вынесены в приложения. Список использованной литературы включает 189 наименований, из них 15 зарубежных авторов.

Диссертационная работа выполнена на кафедре общего земледелия Пензенской государственной сельскохозяйственной академии.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты проводились в учхозе и на коллекционном участке Пензенской государственной сельскохозяйственной академии.

Исследования проводились в 1999-2001 гг. при значительных колебаниях как количества выпавших осадков, так и температурного режима. 1999 год оказался неблагоприятным для роста и развития картофеля. Сумма активных температур за вегетацию составила 1874° С, ГТК - 0,6. Прохладным и с достаточным увлажнением характеризовался 2000 год. Сумма активных температур составила 2004°С. Самое большое количество осадков выпало в июне-июле - 193 мм, что способствовало интенсивному развитию ростовых процессов у картофеля. Погодные условия 2001 года характеризовались как теплые с достаточным увлажнением. Сумма активных температур составляла 2310°С. Май и июнь характеризовались как относительно холодные месяцы (11,8°Си 15,7°С), хотя за этот период выпало 140 мм, что составляет 55% от выпавших осадков за весь вегетационный период.

Почва - чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый, перед закладкой опыта в слое 0-30 см характеризовалась следующими показателями: рН„,л - 4,70-4,75, Нг - 7,60-7,90; в - 28,7-29,5 мг экв/100 г почвы; V -78,0-79,5%, содержание гумуса - 6,50-6,68%, Мгидрол - 7,05-9,40 мг/100 г почвы (по Тюрину-Кононовой); Р205 - 8,03-9,46; К20 - 10,2-12,3 мг/100 г почвы.

В качестве органического удобрения использовался биогумус, приготовленный из навоза крупного рогатого скота (табл. 1). Биогумус получен путём переработки навоза специальным видом червей - Красный калифорнийский гибрид ^вета {оей<1а Бау.).

Характерной особенностью данного удобрения является достаточно высокое содержание Сорг - 21,2-23,7%. По набору групп гуминовых веществ органическое вещество компоста относится к фульватно-гуматному типу (Сп/Сфк = 1,14-1,90). Среди гуминовых кислот преобладает фракция ГК-3, ГК-1 содержится в минимуме. Фракционный состав фульвокислот отличался невысоким содержанием фракции ФК-1а и ФК-1. Содержание углерода гумина высокое (41-52%).

Из минеральных удобрений применяли аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий. Навоз, фосфорные и калийные удобрения вносили под вспашку зяби, азотные - 2/3 осенью и 1 /3 под первую культивацию.

Повторность в опытах 4-х кратная, расположение вариантов - рендомизи-рованное в два яруса, общая площадь делянок 18 м2, учётная 15 м2.

Почва - чернозём выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый, в пахотном слое перед закладкой опыта характеризовалась следующими показателями: рН«,, - 4,61-4,90, Нг - 7,60-7,90; в - 28,7-29,5 мг-экв/100 г почвы, V -

78,0-79,5%, содержание гумуса - 6,43-6,68%, - 0,327-0,336%, Р205 - 78-99, К20 - 95-130 мг/кг почвы (по Чирикову).

В опыте 1 проведено сравнительное изучение влияния биогумуса, навоза и минеральных удобрений на формирование урожая и качества картофеля, а также экологическое состояние чернозема выщелоченного.

Таблица 1

Химический состав биогумуса, используемого для внесения в почву

Показатель 1999 г. 2000 г. 2001 г. Среднее за 3 года

Содержание сухого вещества, % 48,1 45,2 46,4 46,6

Содержание органического вещества, % 38,3 42,7 41,9 41,0

Зольность, % 28,5 32,6 34,1 31,7

РНвод 7,7 7,6 7,6 7,6

рНсол 6,9 7,0 6,9 6,9

Оюг» % 23,7 24,1 21,2 23,0

1,02 1,14 1,12 1,09

р2о5, % 1,42 1,47 1,53 1,47

К20, % 1,84 1,97 1,77 1,86

Р205, мг/кг 921 875 916 904

К20, мг/кг 675 730 765 723

Са, мгэкв/100 г 28,3 26,4 26,8 27,2

мг экв/100 г 12,4 12,8 13,0 12,7

Си, мг/кг 48 52 56 52

Мп, мг/кг 520 550 530 533

2я, мг/кг 180 220 230 210

Схема опыта: 1 - без удобрений (контроль); 2 - биогумус 3 т/га; 3 - биогумус 6 т/га; 4 - биогумус 9 т/га; 5 - навоз 10 т/га (эквивалентно расходу органического субстрата для приготовления 6 т биогумуса); 6 - N60P90K.n0 (эквивалентно 6 т/га биогумуса).

В опыте 2 изучалась эффективность применения жидкого биогумуса на посадках картофеля путем некорневых подкормок.

Схема опыта: (4х2)х 4 со следующими факторами и градациями:

А - доза препарата (л/га): 1- 0; 2 - 20; 3 - 40; 4 - 60.

В - количество некорневых обработок: 1 - одна обработка в фазу начала бутонизации; 2 - две обработки - в фазу начала бутонизации и в фазу начала цветения.

На всех вариантах препарат разводили водой до количества, соответствующего расходу рабочего раствора 300 л/га. При дозе препарата 0 л/га обработку проводили водой из расчета 300 л/га.

Органические и фосфорно-калийные удобрения вносились под картофель и заделывались под основную обработку почвы осенью (сентябрь) в 1998-2000 гг., азот под предпосевную обработку почвы.

Картофель возделывался в пропашном звене зернопаропропашного севооборота: чистый пар - озимая пшеница - картофель - яровая пшеница - горох -озимая пшеница - кукуруза - ячмень. Для оценки длительности действия и последействия биогумуса в опыте 1 нами изучено его влияние на динамику плодородия почвы под яровой пшеницей (в 2000-2002 гг.) и горохом (в 2001-2003 гг.).

В полевых опытах использовался среднеранний сорт картофеля Удача. Агротехника его возделывания была общепринятой для чернозёмных почв Пензенской области.

Все наблюдения, анализы и учёты проводили по общепринятым методикам. В почве определяли следующие показатели: содержание углерода по методу Тюрина в модификации Симакова, фракционно-групповой состав по Тюрину в модификации Пономарёвой - Плотниковой; водорастворимый гумус (ВОВ), лабильные гумусовые кислоты (ЛТК) - по Тюрину (в 0,1Н растворе ИаОН); лабильное органическое вещество (ЛОВ) выделяли при помощи тяжёлой жидкости - раствор Ю, А = 1,8 г/см3 (Ганжара, Борисов, 1997); обменный аммоний - в вытяжке 0,Ш КС1 с окрашиванием реактивом Несслера, нитратный азот по Грандваль-Ляжу; рНСШ1 - потенциометрически (Агрохимические методы ..., 1975, Методические указания ..., 1983).

Биологическую активность почв изучали прямым методом по количественному учёту микроорганизмов и косвенным - по разложению льняного полотна. Активность ферментов, катализирующих процессы гумусообразования -полифенолоксидазу (ПФО) и пероксидазу (ПО), определяли по Галстяну А.Ш. (1974), каталазу - по Джонсону и Темпле (1964), инвертазу - по Чундеровой А.И. (1971) в изложении ХазиеваФ.Х. (1990).

В клубнях картофеля определяли: содержание сухого вещества методом термостатно-весовой сушки, крахмал - по удельному весу, витамин С - по Мурри.

Математическая обработка результатов исследований проведена методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа (Доспехов, 1985) на ПЭВМ с использованием пакетов прикладных программ для статистической обработки "Зш^айсв" и '^айэйса".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

(

Наши исследования показали, что при экстенсивном использовании чернозема выщелоченного проявляется тенденция снижения содержания гумуса в г пахотном слое почвы. При использовании биогумуса в дозе 9 т/га отмечен рост

гумусированности, который проявляется в течение 3-х лет.

Групповой состав гумуса чернозема выщелоченного, по характеристике Гришиной-Орлова (1978) относится к фульватно-гуматному типу. Под влияни-

ем органических удобрений отмечена тенденция роста гуматности, что свидетельствует об улучшении качества гумуса. Это явление вызвано как ростом количества гуминовых кислот, за счет активного протекания процессов гумификации, так и снижения доли негидролизуемого остатка, что свидетельствует об активизации процессов трансформации органического вещества почвы.

Во фракционном составе гумуса среди гуминовых кислот преобладает фракция 2, предположительно связанная с кальцием. Использование биогумуса в повышенных дозах способствовало росту их количества на 0,6-1,2% от Сорг. Наряду с этим проявилась тенденция снижения фульвокислот первой фракции и роста второй фракции, связанной в полимерном комплексе с гуминовыми кислотами второй фракции.

Под влиянием удобрений выявлено существенное повышение количества всех групп подвижного органического вещества, но относительное влияние было различным. Если содержание ЛТК при использовании максимальных доз биогумуса возрастало на 31-61%, то ЛОВ - 50-115, а ВОВ - на 59-98% по сравнению с неудобренным контролем (рис. 1,2).

На черноземе выщелоченном лесостепи Поволжья отзывчивость различных групп подвижного органического вещества на применяемые системы удобрений неодинакова. Под влиянием органических удобрений в большей мере возрастает содержание водорастворимого гумуса и ЛОВ, а под влиянием минеральных удобрений - лабильные гумусовые кислоты и водораст-воримый гумус.

дозы биогумуса, т/га

Рис. 1. Влияние доз биогумуса на содержание легкоразлагаемого органического вещества, % от массы почвы

дозы биогумуса, т/га

Рис. 2. Влияние доз биогумуса на содержание водорастворимого гумуса,

мг/кг почвы

БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УДОБРЕНИЙ

Изучение микрофлоры, проведенное в полевом опыте 1 показало, что в первый год после внесения удобрений количество большинства групп микроорганизмов существенно возрастало. Так, применение максимальной дозы биогумуса вызывало рост аммонификаторов, растущих на органическом азоте (на МПА) в 2,5 раза, а количество бактерий, усваивающих минеральный азот (на КАА) - в 2,2-2,6 раза (рис. 3).

Применение органических удобрений, содержащих в своем составе значительное количество азота, способствовало существенному росту количества нитрифицирующих микроорганизмов. В зависимости от дозы биогумуса в первый год действия их количество возрастало в 1,5-2,1 раза. Это, в свою очередь, способствовало существенному улучшению азотного режима почвы.

Определение коэффициента минерализации свидетельствует о том, что весной в микробном ценозе чернозема без использования удобрений преобладала эколого-трофическая группа микроорганизмов, потребляющих минеральные формы азота (коэффициент минерализации 1,46-1,50), а при использовании биогумуса - микроорганизмы, утилизирующие азот органических соединений (коэффициент минерализации 1,12-1,38), что обусловлено поступлением в почву неразложившегося органического вещества (Андреюк, Путинская, Дульге-ров, 1988).

Минеральные удобрения вызывали рост минерализационных процессов и коэффициент минерализации достигал 1,5-1,6 ед.

В составе микробного ценоза почв существенную роль играют целлюло-зоразлагающие микроорганизмы. Применение органических удобрений, со-

ставной частью которых является целлюлоза, вызывало рост количества данной группы микроорганизмов в 1,2-2,2 раза.

без 3 т/га 6 т/га 9 т/га

удобрения

микроорганизмы на МПА—♦—микроорганизмы на КАА

Рис. 3. Влияние биогумуса на количество микроорганизмов, 1999 г.

Интегральной характеристикой микробиологической активности почвы является разложение целлюлозы. Под влиянием внесения в почву органических удобрений произошло увеличение количества всех изучаемых групп микроорганизмов, и, как следствие, разложение целлюлозы увеличилось с 45,3-55,4 до 52,6-78,3%.

Особая роль ферментов отмечается в процессе гумификации и минерализации органического вещества. Полифенолоксидаза катализирует процессы окисления фенолов до хинонов и участвует в дальнейшей их конденсации в молекулы гумусовых веществ. Пероксидаза окисляет гумусовые и другие феноль-ные соединения и поэтому влияет на минерализацию (Хазиев, 1990). Поскольку оба процесса - синтез и разложение гумуса - происходят в почве одновременно, то количество гумуса в почве определяется соотношением этих двух противоположно направленных процессов, а отношение ПФО к ПО принято считать условным показателем гумификации (Чундерова, Зубец, 1980).

В первый год после внесения удобрений коэффициент гумификации возрастал с 1,31 на неудобренной почве до 1,47-1,66 ед. (рис. 4). Сравнение коэффициента гумификации с содержанием гумуса показывает тесную связь между ними (г-0,89-0,92).

1,8 - 1,6 1,4 1,2 1

-- 0,8 0,6 0,4 + 0,2

-1 - ■

без 3 т/га 6 т/га 9 т/га

удобрения ^ПФО ВВДПО -*-коэффициент гумификации

Рис. 4. Активность полифенолоксидазы (ПФО) и пероксидазы (ПО) и коэффициент гумификации при использовании биогумуса, 2000 г.

ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

Определение содержания легкогидролизуемого азота показало, что этот показатель в значительной мере поддается регулированию. Внесение органических и минеральных удобрений способствовало существенному росту содержания щелочногидролизуемого азота. Так, в 1999 г. после уборки картофеля количество его возрастало при внесении 3 т/га биогумуса на 5 мг/кг почвы, 6 - на 20-23 и 9 т/га - на 48-49 мг/кг почвы. Положительное влияние удобрений на содержание щелочногидролизуемого азота сохранялось в течение всех лет исследований.

Статистическая обработка результатов исследований позволила выявить, что между дозами биогумуса и содержанием щелочногидролизуемого азота существует определенная зависимость (табл. 2).

Образование минерального азота в почве регулируется множеством факторов С одной стороны, оно зависит от содержания общего количества связанного азота в экосистеме и его способности к минерализации, с другой стороны - от микробиологической активности и, в первую очередь, от аммонификации и нитрификации.

растало на 0,5 мг/кг почвы, 6 - 1,2 и 9 т/га - на 1,5 мг/кг почвы. Аналогичные тенденции отмечены и в отношении обменного аммония.

Таблица 2

Уравнения зависимости между содержанием подвижных форм элементов питания,

дозами биогумуса и продолжительностью его взаимодействия с почвой

Форма питательного элемента Уравнение регрессии г2

N 1 *щг У = 78,1 - 7,62x1 + 10,22х,°'5 + 4,21х2 - 9,37х20'5 0,921

N У = 28,4 + 6,15x1 - 14Д2х,0'5 + 0,33х2 - 1,29х2о:' 0,856

Р2О5 по Чирикову У = 85,7 -18,Зх, + 22Ах"'ь + 2,13х2 - 3,16х2°'> 0,848

Р205 по Карпинскому-Замятиной У = 1,12+ 0,008х, - 0,022х,°'5 + 0,012х2 - 0,007х2°'5 0,924

К20 У = 98,8 - 1,44x1 + 2,48х,0'5 + 0,52х2 - 1,77х20'5 0,935

Примечание XI - годы после внесения биогумуса, х2 - дозы биогумуса, т/га

Определение содержания минеральных форм азота после уборки картофеля показало, что количество его существенно возрастало под влиянием удобрений. Так, в 1999 г. под влиянием Зт/га вермикомпоста количество N-N03 возрастало на 0,5 мг/кг почвы, 6 - 1,2 и 9 т/га - на 1,5 мг/кг почвы. Аналогичные тенденции отмечены и в отношении обменного аммония.

Суммарное содержание минерального азота при этом увеличивалось от одинарной дозы биогумуса на 2,6-15,0%, двойной - 14,9-16,1 и тройной - на 35,1-65,4% к неудобренному контролю (табл. 3). В дальнейшем положительное действие вермикомпоста на содержание минерального азота имело тенденцию к снижению, однако даже после уборки третьей культуры севооборота (гороха) максимальная доза его обеспечивала повышение на 12-29% к контролю.

Таблица 3

Влияние удобрений на содержание минеральных форм азота в черноземе

выщелоченном, опыт 1, слой почвы 0-30 см, перед посадкой картофеля

Варианты 1999 г. 2000 г. 2001 г.

мг/кг % к контролю мг/кг % к контролю мг/кг % к контролю

я» 1Н

1. без удобрений 10,7 100,0 13,4 100,0 11,4 100,0

2. биогумус 3 т/га 12,3 115,0 14,3 106,7 11,7 102,6

3. биогумус 6 т/га 13,9 130,0 16,1 120,1 13,1 114,9

4. биогумус 9 т/га 17,7 165,4 18,1 135,1 16,2 142,1

5. навоз Ют/га 14,7 137,4 15,6 116,4 14,7 128,9

6. ^Ря.К,,,, 19,9 186,0 18,0 134,3 15,0 131,6

НСР05 1,9 2,0 1,8

Органические удобрения обеспечивали значительный рост содержания подвижного фосфора. Так, в 1999 г. после уборки картофеля применение биогумуса в дозе 3 т/га обеспечило рост содержания подвижной фосфорной кислоты на 28% по сравнению с контролем, б т - 35 и 9 т/га - на 45%. Следует отметить, что высвобождение Р205 из органических удобрений в подвижной форме происходило постепенно, и достигало максимума на 2-3-й год их действия.

Для характеристики фосфатного режима почв важно не только учитывать общее содержание подвижных фосфатов, но и степень их подвижности. Использование удобрений увеличивало степень подвижности фосфатов на 4-8% по сравнению с контролем, однако этот рост был меньше, по сравнению с подвижным фосфором, извлекаемом по Чирикову.

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Структурный состав чернозема выщелоченного характеризуется значительным (до 34%) содержанием глыбистых агрегатов (рис. 5). На долю агрономически наиболее ценных агрегатов размером 5-1 мм приходится всего 18-19% от всего количества структурных отдельностей. Доля распыленной фракции невелика и составляет 5-6%.

1 в«г гдевр«««* 2 еиаггшуе 3 г/гш 3 вп^гутуо в г/г« 4 й Ногу ы ус О ' 5 ншаег Ю т/г« в мвОРВОКИО

о»ю о а ю.о-й о Я5.о~1 оооа л' 0-0,25 ■« о.гб

Рис. 5. Влияние удобрений на структурное состояние чернозема выщелоченного, 1999 г., после уборки картофеля, слой почвы 0-30 см.

Интегральным показателем оценки структурного состояния почв является коэффициент структурности, величина которого составляет 1,5-1,6 ед.

Использование органических удобрений, улучшая гумусное состояние чернозема выщелоченного, способствовало снижению глыбистости с 33,2-34,2 до 30,6-34,1%. Наибольшее положительное влияние на структурное состояние проявилось при использовании 9 т/га биогумуса. При этом, в зависимости от доз вермикомпоста, коэффициент структурности возрастал на 0,02-0,34 единиц. Влияние минеральных удобрений на структурное состояние почвы не имело четкой выраженности.

Важнейшей характеристикой структурных агрегатов почвы является их устойчивость к размывающему действию воды. Количество водопрочных агрегатов находилось в прямой зависимости от количества поступающего в почву органического вещества, содержания гумуса и количества обменно-поглощен-ных оснований в поглощающем комплексе. Так, при использовании биогумуса в дозах 3-6 т/га содержание водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм возрастало на 2,5-4,21%, а при дозе 9 т/га и использовании навоза - на 7,611,5%. При этом коэффициент водопрочности, рассчитанный по методике А ФИ, увеличивался с 223 до 244-388 ед. Следует отметить, что в отличие от образования механически прочных агрономически ценных агрегатов процессы формирования водопрочных агрегатов проходили несколько иначе. Так, максимум механически прочных агрегатов проявлялся после уборки картофеля, а водопрочных - после уборки гороха.

Между дозами биогумуса и коэффициентом водопрочности выявлена сильная зависимость (табл. 4).

Таблица 4

Зависимость между дозами биогумуса и структурным состоянием

чернозема выщелоченного

Год после внесения удобрений Уравнение регрессии г2

Коэффициент структурности

1 У= 1,54 + 0,026х-0,047х°'5 0,987

2 У = 1,47 + 0,038х - 0,097х°'5 0,998

3 У= 1,51 + 0,028х-0,065х°'5 0,999

4 У = 1,51 + 0,017х- 0,030хи,:> 0,986

Критерий водопрочности

1 У = 214,8 + 7,32х - 16,8х"'3 0,949

2 У = 224,3 + 6,46х - 10,0хи'5 0,974

3 У = 222,7 + 6,81х- 16,28хо:1 0,987

4 У = 225,2 + 6,40х - 13,78хи'5 0,869

Как свидетельствуют полученные уравнения регрессии, использование биогумуса в дозе 3 т/га способствует росту коэффициента структурности на 0,03-0,05 и критерия водопрочности на 23,7-27,5 ед.

Улучшение структурного состояния определяется, в первую очередь, биологическими причинами, а именно - наличием в почве «деятельного» перегноя. Так, между количеством агрегатов > 0,25 мм и содержанием гумуса выявлена слабая положительная связь (г= 0,62), с подвижными формами органического вещества - ЛГК (г= 0,94), ЛОВ (т= 0,91) и ВОВ (г= 0,90) была значительно вы-• ше.

Повышение содержания обменно-поглощенных катионов кальция и магния также способствовало росту водопрочности структурных агрегатов. Между суммой поглощенных оснований и количеством водопрочных агрегатов выявлена положительная зависимость (г = 0,77-0,86).

Использование биогумуса в дозах 3-6 т/га вызывало снижение плотности сложения на 0,02-0,06 г/см3 (1,6-5,2%), а в дозе 9 т/га - на 4,9-9,5% к контролю в первый год после их внесения. В дальнейшем разуплотняющее действие отходов несколько снижалось, однако даже после уборки третьей культуры севооборота она при внесении высоких доз биогумуса была на 4,8-7,3% ниже по сравнению с почвой, не испытывавшей влияние органических удобрений.

Между дозами биогумуса и плотностью сложения выявлены сильные зависимости (табл. 5).

Таблица 5

Уравнения зависимости между агрофизическими свойствами почвы,

дозами биогумуса и продолжительностью его взаимодействия с почвой

Свойства почвы Уравнение регрессии г*

Плотность сложения У = 0,99 - 0,012Х) + 0,011хЛ5 - 0,09х2 + 0,118х20'5 0,924

Общая пористость У = 68,2 + 0,68х, - 0,08х,°'5 + 8,22х2 - 6,44х20'5 0,952

Пористость аэрации У = 39,8 + 0,05х, - 0,42х,0,5 + 3,12х2 - 0,88х2°'5 0,887

Примечание Х[ - годы после внесения биогумуса, хг - дозы биогумуса, т/га

Пористость почвы изменяется в довольно широких пределах, особенно в верхних горизонтах почвы, в зависимости от степени оструктуренности, от обработки, от культуры и от количества органического вещества, поступающего в почву с удобрениями.

Величина общей пористости в период уборки картофеля находилась в оптимальных пределах и составляла 53,4-59,7%. Под влиянием органических удобрений наблюдалось повышение общего количества пор на 1,4-7,2% по сравнению с неудобренными вариантами в первый год после их внесения. Наибольший эффект проявился от внесения повышенных доз биогумуса. Рост пористости обусловлен улучшением структурного состояния чернозема.

Под влиянием удобрений пористость аэрации в первый год после их внесения возрастала на 4-26% по сравнению с контролем. Положительное действие биогумуса сохранялось на протяжении всего периода наблюдений, однако, на 3-й год оно существенно снижалось.

Таким образом, использование органических удобрений оказывает положительное влияние на агрофизические свойства чернозема выщелоченного: улучшается структурно-агрегатный состав почвы, повышается водопрочность, снижается плотность сложения и возрастает пористость.

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ

Формирование урожая сельскохозяйственных растений зависит от многих факторов, в том числе от способности растительного организма усваивать из внешней срсды воду и неорганические соединения и превращать их в углеводы, белки, жиры и другие вещества, используемые на построение живых тканей. При этом на все процессы метаболизма и образования органических соединений расходуется энергия солнечной радиации, усваиваемая растениями в процессе фотосинтеза.

Важным показателем, определяющим продуктивность растений, является скорость нарастания и размеры площади их листовой поверхности на протяжении всего вегетационного периода. По данным Ничипоровича A.A. (1961), Си-нягина И.И. (1980), Агапова А.Ф. (1970) и других исследователей величина урожая находится в тесной зависимости от размеров и продуктивности листовой поверхности. Они считают, что для формирования высоких урожаев листовая поверхность должна довольно быстро достигнуть максимума, сохраниться какое-то время на этой высоте, а затем отмереть с одновременной передачей пластических веществ в репродуктивные органы. Весь комплекс приёмов агротехники должен быть направлен не только на удовлетворение потребностей растений в минеральной пище и воде, но и в обеспечении быстрых темпов развития площади листьев.

Наши исследования показали, что у картофеля в течение трёх недель после появления всходов, в период перехода растений от питания за счёт пластических веществ к автотрофному, площадь листьев нарастала довольно быстро как на удобренной почве, так и без удобрения, её величина определялась погодными условиями.

Удобренные фоны способствовали усилению ростовых процессов. К моменту цветения картофеля наибольшая площадь листьев (33-38 тыс. м2/га) была на фоне использования 9 т/га биогумуса во все годы проведения исследований.

Удобрения, внесённые под картофель, по-разному влияли на накопление надземной массы и её суточные приросты. По нашим наблюдениям минеральные удобрения и биогумус в дозе 9 т/га несколько тормозили начальный рост вплоть до начала бутонизации. Это, по-видимому, связано с угнетающим действием высоких концентраций иона аммония. Под действием навоза и биогумуса в дозах 3-6 т/га происходило усиление процессов накопления сухого вещества.

В полевых условиях на чернозёме выщелоченном самый высокий урожай картофеля в среднем за три года проведения исследований (34,1 т/га) отмечался при использовании 9 т/га биогумуса (табл. 6). При этом прибавка продуктивности клубней составила 10,3 т/га, или 43,3%. Вместе с тем следует отметить, что

последовательное повышение доз биогумуса с 3 до 9 т/га уменьшало прибавки урожайности клубней: если при использовании 3 т/га рост составил 6,0 т/га, то от следующих 3 т - 2,3, а от последующего увеличения дозы - только 2,0 т/га клубней (или соответственно 25,2- 9,7 - 8,4%).

Использование навоза в дозе 10 т/га, в среднем за три года исследований, обеспечило рост продуктивности на уровне 7,2 т/га, или 30,2%. Применение минеральных удобрений в дозах, эквивалентных по содержанию элементов питания в 6 т/га биогумуса, позволило увеличить сбор клубней на 8,8 т/га, что превысило вариант с биогумусом на 0,5 т/га.

В условиях засушливых лет действие органических удобрений было более выражено, по сравнению с минеральной системой удобрения.

Таблица 6

Действие удобрений на урожайность картофеля , опыт 1_

Варианты 1999 г. 2000 г. 2001 г.

т/га % к контролю т/га % к контролю т/га % к контролю

1. без удобрений 27,6 100 20,4 100 23,4 100

2. биогумус 3 т/га 34,5 125 27,1 133 27,8 119

3. биогумус 6 т/га 37,8 137 28,8 141 29,7 127

4. биогумус 9 т/га 40,3 146 30,4 149 31,6 135

5. навоз 10 т/га 34,2 124 27,7 136 31,1 133

6. ЫбоРадКцо 38,9 141 29,4 144 29,5 126

НСР05 3,1 2,9 3,5

В полевом опыте 2 установлено положительное влияние экстрактов из биогумуса, полученных путем химической обработки раствором КОН. Эффективность некорневой обработки гуминовыми препаратами определялась как дозой используемого препарата, так и кратностью его использования и погодными условиями периода вегетации.

При однократной некорневой обработке в фазу начала бутонизации прибавка урожайности клубней составила (в среднем за три года) 2,3-4,8 т/га, или 9,7-20,2% к контролю (табл. 7). Увеличение доз препарата, используемого для обработки вегетирующих растений картофеля, обеспечивало тенденцию роста урожайности.

Несколько иная картина складывалась при двукратной обработке листовой поверхности растворами гуматов. При этом доза в 20 л/га препарата обеспечила рост продуктивности в 6,6 т/га, а при увеличении ее до 60 л/га прибавка « составила 8,3 т/га, т.е. четко проявился синергизм от кратности обработок, и

антагонизм - от увеличения доз. Данное обстоятельство следует учитывать при разработке технологий возделывания картофеля в производственных условиях, а, Использование биогумуса в дозах 3-6 т/га, и, особенно, некорневые под-

кормки растворами биогумуса, способствуют улучшению качества клубней картофеля, что проявляется в росте содержания сухих веществ, крахмала и витамина С. Минеральные удобрения действуют противоположным образом.

Таблица 7

Действие гумииовых препаратов, полученных из биогумуса на урожайность ___картофеля, опьгг 2___

Фактор А Фактор В 1999 г. 2000 г. 2001 г.

(доза препа- (количество т/га % к кон- т/га % к кон- т/га % к кон-

рата, л/га) обработок) тролю тролю тролю

0 1 27,1 100 19,8 100 24,2 100

20 1 29,3 108 22,2 112 26,4 109

40 1 31,4 116 22,6 114 27,6 114

60 1 32,8 121 23,8 120 28,8 119

0 2 27,6 102 20,4 103 24,4 101

20 2 34,1 126 25,1 127 31,7 131

40 2 35,0 129 25,9 131 33,2 137

60 2 36,0 133 26,5 134 33,4 138

НСР« частных различий 2.9 2,5 2,7

дозы 1,8 1,5 1,4

количества обработок 1,2 1,2 0,9

Таким образом, исследованиями установлено, что в условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья урожайность клубней картофеля существенно повышается при использовании биогумуса. При этом наибольший положительный эффект дают максимальные его дозы при внесении в почву, и двукратная некорневая обработка при норме расхода препарат 40 л/га.

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВЕ И РАСТЕНИЯХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ УДОБРЕНИЙ

Одним из наиболее опасных видов техногенного загрязнения среды является загрязнение почв токсичными соединениями и элементами промышленного производства и транспорта с последующим их поступлением в растения, а также загрязнение токсическими элементами атмосферы (Минеев, Дебрецени, Мазур, 1993).

В связи с возможным загрязнением почвы и сельскохозяйственной продукции тяжелыми металлами при использовании различных видов удобрений нами проведено их изучение. С этой целью после уборки картофеля в 1999 и 2001 гг. отбирали образцы почвы для определения валовых и подвижных форм ТМ в почве, а также ежегодно определяли их содержание в товарной части продукции в опыте 1.

Одним из способов, способствующих снижению подвижности ТМ в почве, является использование органических удобрений. Наблюдения за динамикой подвижных форм ТМ показали, что использование органических удобрений способствовало снижению подвижности всех изученных ТМ. При этом выявлена тенденция снижения количества подвижных форм по мере увеличения доз биогумуса. Так, при использовании его в количестве 3 т/га содержание

свинца и кадмия после уборки картофеля сокращалось на 3%, а при внесении 9 т/га - на 8-17% (табл. 8).

Таблица 8

Влияние удобрений на содержание подвижных форм тяжелых металлов в черноземе выщелоченном, мг/кг почвы, слой 0 - 30 см, опьгг 1,2001 г.

Варианты РЬ Сё гп Си N1 Мп

1. без удобрений 1,59 0,30 6,03 0,29 1,65 71,8

2. биогумус 3 т/га 1,60 0,31 5,88 0,29 1,60 68,1

3. биогумус 6 т/га 1,47 0,28 5,72 0,27 1,48 65,7

4. биогумус 9 т/га 1,48 0,28 5,51 0,22 1,42 63,4

5.навоз Ют/га 1,55 0,29 5,93 0,28 1,51 65,6

6. М60Р9оКцо 1,64 0,32 6,26 0,31 1,73 82,3

11ДК 6,0 1,0 23,0 3,0 4,0 500

Определение содержания ТМ в растениях картофеля показало, что продукция, выращенная при использовании удобрений в изучаемых нами дозах, является экологически чистой. При этом увеличение доз биогумуса способствовало снижению количества ТМ в товарной части продукции. В клубнях картофеля содержание свинца сократилось на 2-8%, кадмия - на 1-26, цинка - на 13-26, меди - на 3-15 и никеля - на 10-20%.

Выявленный характер изменений в количестве подвижных соединений тяжелых металлов следует учитывать при разработке мероприятий по уменьшению их токсичности на загрязненных почвах.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ, ЭКОЛОГО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Использование любого агротехнического мероприятия, в том числе и применение удобрений, сопровождается значительными затратами энергии. Следовательно, необходимо знать как эти затраты окупаются урожаем и стремиться к их минимализации.

В наших исследованиях расчёт энергетической эффективности проводился путём сопоставления двух величин: затрат антропогенной энергии, израсходованной на внесение в почву органических и минеральных удобрений, и количество энергии, накопленной в прибавке урожая картофеля.

Расчеты энергетической эффективности показали, что затраты на внесение удобрений составили 3039 - 11909 МДж/га. При использовании различных систем удобрений КПД составил 0,76 - 2,61.

Анализ эколого-энергетических изменений содержания гумуса показал, что возделывание однолетних культур на чернозёме выщелоченном приводит к

снижению гумусированности почвы (- 0,09%). Для восполнения потерь органического вещества только в пахотном слое необходима (исходя из нормативных данных коэффициента гумификации навоза 0,25) антропогенная энергия на уровне 88000 МДж/га. При использовании биогумуса в дозе 3-6 т/га этот ущерб становится значительно ниже (16500 - 22000 МДж/га). Только при применении вермикомпоста в норме 9 т/га был получен небольшой энергетический выигрыш (0,01%).

При использовании естественного плодородия почвы затраты средств на ликвидацию дефицита гумуса составляют 9312 руб/га. Органическая система удобрений в опыте 1 снижала дефицит гумуса, и как следствие, при применении максимальной дозы биогумуса получен экономический эффект в 15820 рубУга.

ВЫВОДЫ

1. На черноземе выщелоченном лесостепи Поволжья при использовании биогумуса в дозе 9 т/га отмечен рост гумусированности, который проявляется в течение 3-х лет. При использовании минеральной системы удобрения проявляется тенденция к снижению гумуса в пахотном слое чернозема. Отзывчивость различных групп подвижного органического вещества на применяемые системы удобрений неодинакова. Под влиянием органических удобрений в большей мере возрастает содержание водорастворимого гумуса и ЛОВ, а под влиянием минеральных удобрений лабильные гумусовые кислоты и водорастворимый гумус.

2. В первый год после внесения удобрений количество большинства групп микроорганизмов существенно возрастало. Применение максимальной дозы биогумуса вызывало рост аммонификаторов, растущих на органическом азоте (на МПА) в 4,3 раза, а количества бактерий, усваивающих минеральный азот (на К А А) - в 3,28 раза.

3. Под влиянием органических удобрений происходит увеличение численности всех эколого-трофических групп микроорганизмов, причем наиболее значительно (в 2-11 раз) - целлюлозоразлагающих бактерий. Одновременно, по мере увеличения доз биогумуса, происходит снижение коэффициента минерализации, что способствует улучшению гумусного состояния чернозема выщелоченного.

4. Органические удобрения, содержащие в своем составе большое количество разнообразных органических соединений, обеспечивают повышение эн-зиматической активности почвы, что проявляется в увеличении потенциальной способности разрушать субстстрзты как окислительно-восстановительными, так и гидролитическими ферментами. По мере роста доз биогумуса наиболее сильно возрастает активность фосфатазы и происходит увеличение коэффициента гумификации.

5. Использование в качестве органического удобрения вермикомпоста обеспечивает улучшение пищевого режима почвы: содержание щелочногидро-лизуемого азота возрастает на 5-75%; минеральных форм азота - на 7-69%; Ко-

личество подвижного фосфора, извлекаемого по Чирикову - на 28-86%; степень подвижности фосфатов по Карпинскому-Замятиной - на 8-69%. Положительное действие на пищевой режим, особенно при использовании повышенных доз биогумуса, сохраняется в течение трех лет. Под влиянием органических удобрений происходит улучшение кислотно-основных свойств чернозема выщелоченного.

6. Улучшение гумусного состояния, повышение биологической и ферментативной активности способствует оптимизации агрофизических свойств почвы: коэффициент структурности возрастает на 0,04-0,36 ед.; количество водопрочных структурных агрегатов повышается на 2,5-11,5%; критерий водопроч-ности увеличивается с 223 до 244-388 ед.; равновесная плотность сложения снижается на 1,6-9,5%; общая пористость и пористость аэрации возрастают на 2-25% в зависимости от количества применяемых органических удобрений.

7. Установлена сильная корреляционная связь между суточными приростами сухой биомассы и площадью листовой поверхности. В полевых условиях на чернозёме выщелоченном самый высокий урожай картофеля в среднем за три года проведения исследований (34,1 т/га) отмечался при использовании 9 т/га биогумуса. При этом прибавка продуктивности клубней составила 10,3 т/га, или 43,3% Последовательное повышение доз биогумуса с 3 до 9 т/га уменьшало прибавки урожайности клубней: если при использовании 3 т/га рост состаил 6,0 т/га, то от следующих 3 т - 2,3, а от последующего увеличения дозы - только 2,0 т/га клубней (или соответственно 25,2 - 9,7 - 8,4%). Применение минеральных удобрений в дозах, эквивалентных по содержанию элементов питания в 6 т/га биогумуса, позволило увеличить сбор клубней на 8,8 т/га, что превысило вариант с биогумусом на 0,5 т/га.

При однократной некорневой обработке в фазу начала бутонизации прибавка урожайности клубней составила (в среднем за три года) 2,3-4,8 т/га, или 9,7-20,2% к контролю. При некорневых обработках гуматами, приготовленными из биогумуса, проявляется синергизм от кратности обработок и антагонизм от увеличения доз.

8. Продукция, выращенная при использовании удобрений в изучаемых дозах, является экологически чистой. Увеличение доз биогумуса способствует снижению количества ТМ в товарной части продукции. В клубнях картофеля содержание свинца сократилось на 2-8%, кадмия - на 1-26, цинка - на 13-26, меди - на 3-15 и никеля - на 10-20%.

9. Наибольшая энергетическая эффективность характерна для использования биогумуса в дозе 3 т/га (2,74 ед.). Увеличение доз органических удобрений вызывает снижение биоэнергетического КПД, а применение минеральных удобрений в дозах, эквивалентных содержанию элементов питания в 6 т/га биогумуса, энергетически неэффективно. Максимальная эколого-энергетическая и эколого-экономическая эффективность выявлена для системы удобрения с применением 3-6 т/га биогумуса.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

на низкоплодородных почвах, характеризующихся невысокой обеспеченностью элементами питания, низким содержанием гумуса и неудовлетворительными агрофизическими свойствами, целесообразно их применение в дозах до 6-9 т/га;

на плодородных почвах следует применять растворы гуматов, приготовленные из биогумуса, путем двукратного некорневого опрыскивания в дозах по препарату 40 л/га, или биогумус в дозах 3-6 т/га.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Надежкин С М Влияние биогумуса на урожайность и качество картофеля / С.М Надежкин, С.А Змеев, А.Н Орлов // Почва, жизнь, благосостояние. Сборник материалов Всероссийской конференции, посвященной 100-легиюК.А Кузнецова Пенза, 2000. - С. 152155.

2 Змеев С.А Влияние биогумуса на развитие ассимиляционной поверхности картофеля/С.А Змеев, С.М Надежкин, АН Орлов//Проблемы повышения эффективности сельскохозяйственного производства в XXI веке Материалы 41-ой научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов агрономического факультета. Пенза, РИО ПГСХА, 2002 - С

3 Змеев С.А Эффективность вермикомпоста при выращивании картофеля / С.А Змеев // Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие. Материалы Международной научно-практической конференции Пенза, 2005 г С 9496

4 Змеев С А Влияние биогумуса на биологическую активность чернозема / С.А. Змеев // Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых ДонГАУ, 2005 г - С 32-33.

5. Змеев С.А. Экологические аспекты использования удобрений при возделывании картофеля / СА Змеев // Инновационные процессы в сфере АПК. Материалы Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых. Пенза, 2006 г. - С. 81-84.

6 Змеев С А. Влияние биогумуса на плодородие почвы / С.А Змеев // Технологии выращивания сельскохозяйственных культур Материалы научно-практической конференции молодых ученых Чебоксары, 2006 г - С 24-25.

Подписано к печати 27 02.2006 г формат 60x84 1/16

Бумага белая Ризография. Уч.-изд Л 1,5 Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии «Копи-Ризо» Поповой М Г 440600, г Пенза, ул Московская, 74, к 304 Тел 56-25-09

iOOÜft

1-47 61^

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Змеев, Сергей Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1 .ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Влияние биогумуса на свойства почвы и урожайность сельскохо- 7 зяйственных культур

1.2 Изменение гумусового состояния почвы под действием удобрений

1.3. Влияние удобрений на биологическую активность почвы

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВА- 29 НИЙ

2.1. Характеристика природных условий зоны

2.2. Объекты исследований

2.3. Методы лабораторных исследований 44 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ 46 ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

ГЛАВА 4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УДОБ- 55 РЕНИЙ

4.1. Микрофлора почвы

4.2. Ферментативная активность почв

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБ- 62 РЕНИЙ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

5.1. Пищевой режим чернозема выщелоченного

5.2. Влияние удобрений на физико-химические свойства чернозема 69 выщелоченного

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙ- 75 СТВА ПОЧВЫ

ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕ- 84 СТВО КАРТОФЕЛЯ

ГЛАВА 8. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВЕ И РАСТЕНИЯХ ПРИ 95 ИСПОЛЬЗОВАНИИ УДОБРЕНИЙ

ГЛАВА 9. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ, ЭКОЛОГО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И 101 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

ВЫВОДЫ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические аспекты использования биогумуса при возделывании картофеля на черноземе выщелоченном лесостепи Среднего Поволжья"

Актуальность темы. Несмотря на исключительную роль почвы как основного средства производства в земледелии антропогенное и агрогенное воздействия на нее усиливают деградацию потенциального и эффективного плодородия. Это неизбежно приводит к непрерывному росту затрат на поддержание определенного урожая сельскохозяйственных культур, что в современных условиях связано с большими трудностями (Кирюшин, 2000; Черников, Милащенко, Соколов, 2001).

Одним из путей решения экологических и социально-экономических проблем, возникающих в результате увеличения интенсивности антропогенного воздействия, может быть внедрение биологически обоснованных систем удобрения, которые не только позволят увеличить валовые сборы и улучшить качество продукции, но и поддержать и даже повысить плодородие почвы, а также исключить опасность загрязнения окружающей среды (Богословский, Левинский, Сычев, 2004).

Тесная взаимосвязь 1умусного состояния почвы и корневого питания растений с биохимической деятельностью почвенных микроорганизмов, а также реакция почвы на удобрения в зависимости от их видов, делают необходимым учет всех изменений, возникающих в сложной системе почва -микроорганизмы - удобрение - растение (Возняковская, 1988; Милащенко, Соколов, Брайсон, Черников, 2000; Верзилин, Коржов, Придворев, 2005). Комплексные исследования влияния систематического применения удобрений позволяют выявить и своевременно устранить возможное проявление негативных сторон их воздействия. Однако, несмотря на нарушение многих экологических функций почвы и в первую очередь аккумуляцию биофиль-ных элементов, буферность и емкость, до настоящего времени многие процессы в почвах правобережной лесостепи Среднего Поволжья остаются недостаточно изученными.

Были поставлены следующие задачи:

- выявить влияние удобрений на пищевой режим и физико-химические свойства почвы;

- определить влияние применяемых удобрений на агрофизические свойства почвы;

- изучить влияние удобрений на формирование урожайности и качество клубней картофеля;

- дать эколого-энергетическую и эколого-экономическую оценку применения удобрений.

Научная новизна работы. В условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья проведенное комплексное изучение влияния различных видов удобрений на параметры лабильной части органического вещества почвы, биологическую и энзиматическую активность. Установлено, что вермиком-пост способствует росту биологической активности почвы, улучшению ее агрофизических и физико-химических свойств. Использование биогумуса как в виде органического удобрения, так и продуктов его химической трансформации, способствует существенному росту урожайности картофеля. Применение биогумуса энергетически и экономически эффективно.

Практическая значимость работы. Установленные связи продуктивности агроценоза картофеля с показателями биологической активности и гу-мусного состояния почв позволяют прогнозировать действие удобрений на эффективное плодородие черноземных почв. Результаты исследований могут быть использованы для диагностики степени окультуренности чернозема выщелоченного. Выявленное положительное действие биогумуса на формирование урожая картофеля дает основание рекомендовать применение его в зоне Среднего Поволжья.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Змеев, Сергей Александрович

выводы

1. На черноземе выщелоченном лесостепи Поволжья при использовании биогумуса в дозе 9 т/га отмечен рост гумусированности, который проявляется в течение 3-х лет. При использовании минеральной системы удобрения проявляется тенденция к снижению гумуса в пахотном слое чернозёма. Отзывчивость различных групп подвижного органического вещества на применяемые системы удобрений неодинакова. Под влиянием органических удобрений в большей мере возрастает содержание водорастворимого гумуса и JIOB, а под влиянием минеральных удобрений - лабильные гумусовые кислоты и водорастворимый гумус.

2. В первый год после внесения удобрений количество большинства групп микроорганизмов существенно возрастало. Применение максимальной дозы биогумуса вызывало рост аммонификаторов, растущих на органическом азоте (на МПА) в 4,3 раза, а количество бактерий, усваивающих минеральный азот (на КАА) - в 3,28 раза.

4. Органические удобрения, содержащие в своем составе большое количество разнообразных органических соединений, обеспечивают повышение энзиматической активности почвы, что проявляется в увеличении потенциальной способности разрушать субстраты как окислительно-восстановительными, так и гидролитическими ферментами. По мере роста доз биогумуса наиболее сильно возрастает активность фосфатазы и происходит увеличение коэффициента гумификации.

5. Использование в качестве органического удобрения вермикомпоста обеспечивает улучшение пищевого режима почвы: содержание щелочногид-ролизуемого азота возрастает на 5-75%; минеральных форм азота - на 7-69%; количество подвижного фосфора, извлекаемого по Чирикову - на 28-86%; степень подвижности фосфатов по Карпинскому-Замятиной на 8-69%. Положительное действие на пищевой режим, особенно при использовании повышенных доз биогумуса, сохраняется в течение трех лет. Под влиянием органических удобрений происходит улучшение кислотно-основных свойств чернозема выщелоченного.

6. Улучшение гумусного состояния, повышение биологической и ферментативной активности способствует оптимизации агрофизических свойств почвы: коэффициент структурности возрастает на 0,04-0,36 ед.; количество водопрочных структурных агрегатов повышается на 2,5-11,5%; критерий во-допрочности увеличивается с 223 до 244-388 ед.; равновесная плотность сложения снижается на 1,6-9,5%; общая пористость и пористость аэрации возрастают на 2-25% в зависимости от количества применяемых органических удобрений.

7. Установлена сильная корреляционная связь между суточными приростами сухой биомассы и площадью листовой поверхности. В полевых условиях на чернозёме выщелоченном самый высокий урожай картофеля в среднем за три года проведения исследований (34,1 т/га) отмечался при использовании 9 т/га биогумуса. При этом прибавка продуктивности клубней составила 10,3 т/га, или 43,3%. Последовательное повышение доз биогумуса с 3 до 9 т/га уменьшало прибавки урожайности клубней: если при использовании 3 т/га рост составил 6,0 т/га, то от следующих 3 т - 2,3, а от последующего увеличения дозы - только 2,0 т/га клубней (или соответственно 25,2 -9,7 - 8,4%). Применение минеральных удобрений в дозах, эквивалентных по содержанию элементов питания в 6 т/га биогумуса, позволило увеличить сбор клубней на 8,8 т/га, что превысило вариант с биогумусом на 0,5 т/га.

При однократной некорневой обработке в фазу начала бутонизации прибавка урожайности составила (в среднем за три года) 2,3-4,8 т/га, или 9,7

20,2% к контролю. При некорневых обработках гуматами, приготовленными из биогумуса, проявляется синергизм от кратности обработок, и антагонизм -от увеличения доз.

9. Наибольшая энергетическая эффективность характерна для использования биогумуса в дозе 3 т/га (2,74 ед.). Увеличение доз органических удобрений вызывает снижение биоэнергетического КПД, а применение минеральных удобрений в дозах, эквивалентных содержанию элементов питания в дозе 6 т/га биогумуса, энергетически неэффективно. Максимальная эколого-энергетическая и эколого-экономическая эффективность выявлена для системы удобрения с применением 3-6 т/га биогумуса.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для воспроизводства плодородия черноземных почв и регулирования продуктивности картофеля целесообразно использование органических удобрений, приготовленных путем вермикомпостирования. При этом дозы биогумуса могут варьировать в широких пределах: на низкоплодородных почвах, характеризующихся невысокой обеспеченностью элементами питания, низким содержанием гумуса и неудовлетворительными агрофизическими свойствами, целесообразно их применение в дозах до 6-9 т/га; на плодородных почвах следует применять растворы гуматов, приготовленные из биогумуса, путем двукратного некорневого опрыскивания в дозах по препарату 40 л/га, или биогумус в дозах 3-6 т/га.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Змеев, Сергей Александрович, Пенза

1. Агроклиматический справочник по Пензенской области. Л.: Гидро-метеоиздат, 1958. - 99 с.

2. Агрохимические методы исследований почв /Под ред. А.В. Соколова. -М.: Наука, 1975.-656 с.

3. Александрова И.В. Органическое вещество почвы и азотное питание растений // Почвоведение. 1977. № 5. - С. 31 - 34.

4. Алмазов Б.Н., Холуяко Л.Т. Изменение продуктивности овощного севооборота и плодородия выщелоченного чернозёма в зависимости от применения органических и минеральных удобрений // Агрохимия. 1990. - № 3. С. 51-56.

5. Андреюк Е.И., Путинская Г.А., Дульгеров А.Н. Почвенные микроорганизмы и интенсивное землепользование. Киев: Наукова думка, 1988. -192 с.

6. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. М.: Наука, 1980. - 187 с.

7. Арутюнян Э.А., Абрамян С.А. Изучение активности нуклеаз почвы (Арм. ССР) // Изв. с.-х. наук Арм. ССР. -1975. № 1. - С. 49-53.

8. Архипова С.Ц., Касимова Л.В. Влияние новых торфогуминовых удобрений на органическое вещество почвы и её биологическую активность // Тез. докл. 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27 30 июня, 1996. Кн. 1.-М., 1996.-С. 313-314.

9. Башкот Е.Н. Урожай и качество пивоваренного ячменя в зависимости от применения химических и биологических препаратов // Защита растений от вредителей, болезней и сорной растительности: Сб. науч. тр. Ставрополь, 1994.-С. 49-52.

10. Берестецкий О.А. и др. Биологические основы плодородия почвы. -М.: Колос, 1984.-287 с.

11. Бижаев В.М. Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы, баланс питательных веществ и продуктивность севооборотовв степной зоне Кабардино-Балкарской АССР. //Агрохимия. 1988.- № 5.- С. 37-44 1988

12. Благодатский С.А., Благодатская Е.В. Динамика микробной биомассы и соотношение эукариотных и прокариотных микроорганизмов в серой лесной почве // Почвоведение. 1996. - № 2. - С. 1485-1490.

13. Богословский В.Н., Левинский Б.В., Сычев В.Г. Агротехнологии будущего. Книга 1. Энергены. Под ред. Сычева В.Г. М.: Изд-во РИФ «Антиква», 2004.- 164 с.

14. Борисова Г.А. Влияние регуляторов роста и бактериальных препаратов на морфофизиологические особенности и продуктивность проса: Авто-реф. дис. . канд. биол. наук. Москва, 1999. - 25 с.

15. Брыкалов А.В., Романенко Е.С. Биоантиоксидантные свойства почвы и биогумуса // Современные достижения биотехнологии: Материалы Всероссийской конференции. Ставрополь, 1996. - С. - 11.

16. Булаткин Г.А. Эколого-энергетическая проблема оптимизации продуктивности агроэкосистем. Пущино, 1991. - 241 с.

17. Бурангулова М.Н. Ферментативная активность почв Башкирии. // Тез. докл. симпозиума по ферментам почвы. Мн., 1968. - С. 9-11.

18. Быкин А.В. Биологические аспекты воспроизводства плодородия почв при внесении вермикомпоста // Химия в с.-х. 1997. - № 6. - С. 5-6.

19. Быкин А.В., Городний Н.М. Продуктивность агроценозов при использовании продуктов биоконверсии // Химия в с.-х. 1997. - № 1. - С. 1921.

20. Валеев В.М. Питание и удобрение озимой ржи в Северо-восточной лесостепи Башкирии: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. Уфа, 1971, - 16 с.

21. Васильев В.А., Лукьяненков И.И., Минеев В.Г. Органические удобрения в интенсивном земледелии. М.: Колос, 1984. - С.232-244.

22. Верзилин В.В., Коржов С.И., Придворев Н.И. Биология почв среднерусского Черноземья (диагностика и пути решения). Ворнеж.: Воронежский ГАУ, 2005.- 247 с.

23. Виноградский С.Н. Микробиология почвы. Проблемы и методы. -М.: Изд-во АН СССР, 1952. 792 с.

24. Возняковская Ю.М. Биологические основы эффективного плодородия // Земледелие. 1988. - № 3. - С. 26-28.

25. Гайдаш Н.И. К вопросу о вермикомпостировании // Вестник РАСХН. 1997. - Ш 5. - С. 24-25.

26. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении. Ереван: Айстан, 1974. - 275 с.

27. Гамзиков Г.П., Калугина М.Н. Изменение содержания гумуса в почвах в результате сельскохозяйственного использования: Обзорная информация / ВНИИ ТЭИ агропром. М., 1992. - 48 с.

28. Ганжара Н.Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества подзолистых и черноземных почв Европейской части СССР. Автореферат дис. . д-ра биол. Наук. -М.: МСХА, 1988. 31 с.

29. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества почв. М.: Агроконсалт, 1997. - 82 с.

30. Ганжара Н.Ф., Орлов Д.С. Процессы трансформации органического вещества в почвах и его качественный состав // Концепция оптимизации органического вещества почв в агроландшафтах. М.: Изд-во МСХА, 1993.- С. 18-26.

31. Ганжара Н.Ф. Борисов Б.А., Шевченко А.В., Деревягин В.А. Метод определения содержания и состава мобильных форм органических веществ в почвах // Известия ТСХА, 1987.- вып. 1.- С. 173-177.

32. Голубев А.В. Экономо-экологические аспекты химизации земледелия: Учеб. пособие. Саратов: Саратовский СХИ, 1994. - 171 с.

33. Гончиков Г.Г. и др. Биоиндустрия компостов: принципы и практика. Улан-Удэ, 1995. - 60 с.

34. Городний Н.М. и др. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве // Достижения науки и техники. 1992. - № 4. - С. 13-17.

35. Городний Н.М., Сердюк А.Г., Быкин А.В. Технологические аспекты переработки свиного навоза в вермикомпост // Химия в с.х. 1995. - № 1. -С. 15-18.

36. Горшкова Л.П. Эффективность предпосевной обработки семян микроэлементами в составе биогумуса при возделывании подсолнечника на обыкновенном чернозёме Саратовской области: Автореф. дис. . к. с.-х. н., -Саратов, 1997. 16 с.

37. Гришина JI.A. Гумусообразование и гумусное состояние почв. -М.: Изд-во МГУ, 1986. 243 с.

38. Гришина JI.A., Орлов Д.С. Система показателей гумусного состояния почв //Проблемы почвоведения. М.: Наука, 1978.- С. 42-47.

39. Громов В.П. Агроэкологическая оценка биогумуса и его роль в получении биологически ценной продукции на деградированной и окультуренной почве // Тез. докл., IV Международный конгресс. Киев, 1996. - 27 с.

40. Державин JI.M. Применение удобрений в интенсивном земледелии // Современное развитие научных идей Д.Н. Прянишникова. М.: Наука, 1991.-С. 74-94.

41. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1986. - 137 с.

42. Докучаев В.В. Сочинения. Т. 3. Русский чернозем. M-JL: Изд-во АН СССР, 1949.-622 с.

43. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Аг-ропромиздат, 1985. - 351 с.

44. Дьяконова К.В. Блок „органическое вещество" в моделях почвенного плодородия // Расширенное воспроизводство плодородия почв в интенсивном земледелии. // Сб. науч. тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. -М.: 1988.-С. 80-86.

45. Ефремов В.А. Эффективность куриного помёта и биогумуса в звене полевого севооборота кукуруза-ячмень-просо на карбонатном чернозёме

46. Ростовской области: Автореф. дис. канд. с.-х. н. Персиановка, 1998. - 19 с.

47. Звягинцев Д.Г. и др. Разнообразие грибов, актиномицетов и их экологические функции // Почвоведение. 1996. - № 6. - С. 705-713.

48. Зезюков Н.И., Дедов А.В. Роль растительных остатков, соломы и сидератов в производстве плодородия черноземов //Мелиорация и водное хозяйство. -1991. №12. - С.44-46.

49. Зеников В.И., Харламов Е.П., Цветкова Н.В. Применение биоком-постов // Химия в с.х. 1996. - № 6. - С. 23-26.

50. Ивойлов А.В. Влияние известкования и минеральных удобрений при длительном их применении в севообороте на урожай полевых культур и его качество, агрохимические свойства чернозёма выщелоченного тяжелосуглинистого // Агрохимия. 1991. - № 10. - С. 85-93.

51. Кабанин А.В. Эффективность биогумуса при возделывании подсолнечника на обыкновенном чернозёме Окско-донской равнины: Автореф. дис. канд. с.-х. н. Саратов, 1998, - 21 с.

52. Казарян В.О. Старение высших растений. М.: Наука, 1969. - 185 с.

53. Карандашов Л.Г., Шония A.M. Использование биогумуса в повышении плодородия почв Северного Кавказа// Химия в с.х. 1994. - №4.1. С. 14-15.

54. Каутская Л.Б., Карпович A.M. Биологическая активность серой лесной почвы при многолетнем внесении удобрений // Тез. докл. 8 Всес. съезда почвоведов. Новосибирск, 14-18 авг., 1989. Кн. 2. - Новосибирск, 1989.-292 с.

55. Кененбаев С.Б., Кузнецов Н.П. Изменение плодородия чернозёмов при сельскохозяйственном использовании // Сб. науч. тр. Восточной Казахстанской опытной станции. 1981. - Т. 9. - С. 27-36.

56. Кизяков В.Е. Накопление питательных веществ за счёт пожнивных и корневых остатков зерновых культур в обыкновенном чернозёме // Агрохимия. 1981. - № 2. - С. 49-53.

57. Кирюшин В.И. и др. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах. М.: Изд-во МСХА, 1993. - 99 с.

58. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. М.: Изд-во МСХА, 2000.- 473 с.

59. Кирюшин В.И., Лебедева И.Н. Изменение содержания гумуса чернозёмов Сибири и Казахстана под влиянием сельскохозяйственного использования // Доклады ВАСХНИЛ. 1984. - № 5. - С. 4-6.

60. Когут Б.М. Баланс и трансформация гумуса при сельскохозяйственном использовании типичного чернозёма // Проблемы гумуса в земледелии: Тез. докл. совещ. 5-8 апр. Новосибирск, 1986. - С. 32-34.

61. Кононова М.М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 314 с.

62. Кононова М.М. Проблема почвенного гумуса и современные задачи его изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1951.-391 с.

63. Коробской Н.Ф. Агроэкологические проблемы повышения плодородия чернозёмов Западного Предкавказья. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАИ, 1995.-211 с.

64. Королев Н.И. Влияние культур и способов их возделывания на качество гумуса. //Сб. науч. трудов Воронежского СХИ. Воронеж, 1987. С. 29-33.

65. Коршунов А.В., Абазов А.Х., Федотова JI.C. Биогумус повышает качество урожая и клубней // Картофель и овощи, 1998. № 2. - 10 с.

66. Корягина JI.A. Микробиологические основы повышения плодородия почв. Мн.: Наука и техника, 1983. - 181 с.

67. Косолапов И.Н., Уханова М.Ю. Экономическая эффективность вермикультуры // Экономика с/х и перерабатывающих предприятий. 1996. -№ 8. - С. 11-12.

68. Костычев П.А. Почвы черноземной области России, их происхождение, состав и свойства. // Избранные труды. 4.1. - М.: Издательство АН СССР, 1951.

69. Кравчук И.А., Маринеску К.М. Ферментативная активность почв Молдовы в условиях химизации // Навколишн середовище i здоров-я: Тези доповщей м1жнар. наук, конф., Чершвщ., 23 25 листопада, 1993. Чершвщ, - 1993.-220 с.

70. Кузнецов К.А. и др. Почвы Пензенской области. Пенза: Прив. кн. Изд-во, 1966. - 127 с.

71. Куликова А.Х. Воспроизводство биогенных ресурсов в агроэкоси-стемах и регулирование плодородия чернозёма лесостепи Среднего Поволжья: Автореф. дис. д-ра с.-х. наук. Кинель, 1997. - 40 с.

72. Купревич В.Ф., Щербакова Т.А. Почвенная энзимология. Минск,1960.

73. Лазарев В.И. Динамика эффективного плодородия типичного чернозема в различных агроэкосистемах в условиях Курской области // Агрохимия. 1997.-№ 6. - С. 5-9.

74. Лазурский А.В. Навоз и минеральные удобрения в полевых севооборотах на Украине: Автореф. дисс. . д-ра с.-х. наук. М., 1973. - 61 с.

75. Лактионов Н.И. Интенсификация земледелия и проблема гумуса почв // Тр. Харьковского СХИ. 1985. - 314 с.

76. Лебедева Т.Б., Семина Е.В. Почвы Центрально-Европейской части и Средне-Сибирской лесостепи. М.: Колос, 1974. - 229 с.

77. Лебедева Т.Б. Динамика элементов питания в выщелоченном черноземе и серой лесной почве Пензенской области и влияние минеральных удобрений на урожай яровой пшеницы и проса: Автореферат дисс. . канд. с.-х. наук. Воронеж, 1973. - 32 с.

78. Лебедева Т.Б., Надежкин С.М., Ковлягин А.Ф. Плодородие почв и зелёное удобрение. / Под ред. Лебедевой Т.Б., Надежкина С.М. М. - Пенза: Изд-во "Полиграфист", 1997. - 129 с.

79. Лебедева Т.Б., Семина Е.В. Почвы Центрально-Европейской части и Средне-Сибирской лесостепи. -М.: Колос, 1974. 229 с.

80. Лобов Г.Г. и др. Почвы Куйбышевской области. Куйбышев, 1984.-392 с.

81. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Попов П.Д. Теория и практика использования органических удобрений. М.: ВО "Агропромиздат", 1987. - 97 с.

82. Лукина Е.И. и др. Вермикомпосты в воспроизводстве плодородия дерново-подзолистой почвы // Тез. докл. 2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. 1. -М., 1996. С. 363-364.

83. Малюга Н.Г., Леплявченко Л.П., Долгих Ю.Р. Состояние и основные пути повышения плодородия почв в Краснодарском крае // Применение удобрений и расширенное воспроизводство плодородия почв: Сб. науч. тр. ВИУА.-М., 1989.-С. 115-118.

84. Марковская Г.К. Новое удобрение вермикомпост // Сборник науч. тр. 4.1. - Самара, 1993. - С. 24-33.

85. Мартынович Л.И., Мартынович Н.Н. Влияние 50-летнего применения органических и минеральных удобрений на плодородие чернозёмаоподзоленного в центральной лесостепи Правобережья УССР // Агрохимия. -1989.-№12.-С. 12-16.

86. Марченко Н.М. Методика энергетической оценки новых видов органических удобрений по энергетическому критерию // Экологиз. с.х. пр-ва Сев.-Кавказ. региона: Тез. докл. участников семин.-совещ., Анапа, 26 29 июля, 1995.-М., 1995.-С. 187-190.

87. Мельник И.А. Биогумус экологически чистое удобрение // Картофель и овощи. - 1991. - № 3. - 16 с.

88. Мельник И.А. Биоконверсия новое направление агробиологической науки и практики // Защита раст. - 1995. - № 7. - С. 7-8.

89. Мельник И.А. Вермикультура новое мощное средство оздоровления окружающей среды и получения чистой сельхозпродукции // Зерновые культуры. - 1997. - № 4. - С. 9-11.

90. Мельник И.А., Карпец И.П. Биогумус на приусадебном участке //Химизация с.х. 1991. - № 4. - С. 91-96.

91. Мельник И.А., Карпец И.П. Вермикультура и её продукт биогумус // Химия в с/х. 1990. - № 10. - С. 14-17.

92. Мельник И.А., Ковалёв В.Б. Влияние вермикультуры и биогумуса на плодородие почвы и развитие растений // Защита раст. -1991.-№1.-С. 13-14.

93. Мерзлая Г.Е. Агроэкологическая эффективность традиционных и новых видов органических удобрений // Химия в с.х. 1996. - № 6. - С. 2-5.

94. Мерзлая Г.Е. и др. Положительное действие биогумуса на дерново-подзолистой почве при выращивании кукурузы // Доклады РАСХН. 1994 - № 6. - С. 19-20.

95. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Часть 2. Программа и методы исследований почв /Под общ. ред. Панникова Д.Д. М.: ВИУА, 1983. - 159 с

96. Милащенко Н.З., Соколов О.А., Брайсон Т., Черников В.А. Устойчивое развитие агроландшафтов. В 2-х тт. Т.1. Пущино ОНТИ ПНЦ РАН,2000.-316 с.

97. Мильков Ф.Н. Среднее Поволжье. М.: Изд-во АН СССР, 1953.257 с.

98. Миронова Т.А. Биоконверсия органических отходов актуальная проблема в земледелии // Сб. науч. тр. Краснод. регион, ин-та агробизнеса. -1995.-№3.-С. 25-27.

99. Мирчинк Т.Г. Почвенная микробиология. М.: Изд-во Моск. унта, 1976. - 206 с.

100. Мифтанов М.Н., Тайчинов С,п, Влияние сельскохозяйственной культуры на содержание и состав гумуса выщелоченных мощных черноземов Предуралья Башкирии и приемы эффективного использования их природного богатства // Почвоведение. 1963. - № 11. - С. 51-62.

101. Михеева Г.А., Брикман В.И. Влияние сидератов на биологическую активность чернозёма обыкновенного // Плодородие почв и его воспроизводство в земледелии Вост. Сиб. Новосибирск, 1988. - С. 110-116.

102. Мишустин Е.М., Емцев В.Г. Почвенная микробиология. М.: Колос, 1978.-343 с.

103. Мишустин Е.М., Шильникова В.К. Биологическая фиксация атмосферного азота. -М.: Наука, 1986. -631 с.

104. Морозов В.И., Куликова А.Х., Подсевалов М.И и др. Влияние севооборота на баланс гумуса в выщелоченном черноземе лесостепи Поволжья //Агрохимия.-1994.-№ 10.-С. 3-10.

105. Мукатанов А.С. и др. Гумусное состояние чернозёма обыкновенного и урожайность яровой пшеницы при внесении органических удобрений // Агрохимия. 1994. - № 2. - С. 58-62.

106. Мязин Н.Г. Влияние применения удобрений и мелиорантов на показатели почвенного плодородия // Агрохимия. 1997. - № 2. - С. 26-30.

107. Надежкин С.М., Кшникаткина A.M., Галлиулин А.А. Динамика органического вещества и биологическая активность чернозёма выщелоченного под козлятником // Агрохимия. 1999. - № 2. - С. 26-30.

108. Надежкин C.M. Органическое вещество почв агроландшафтов лесостепи приволжской возвышенности и пути его оптимизации: Автореф. дис. . доктора биол. наук. Воронеж, 1999. - 47 с.

109. Надежкин С.М. Органическое вещество почв лесостепи Приволжской возвышенности и пути его регулирования. М. Пенза, 1999. - 212 с.

110. Надежкин С.М., Корягин Ю.В., Лебедева Т.Б. Гумусовое состояние выщелоченного чернозёма при сидерации // Агрохимия. 1998. - № 4. -С. 29-34.

111. Надежкин С.М., Остробородова Н.И. Баланс органического вещества в севооборотах различных видов // Материалы Всерос. науч.- произв. конф. „Интродукция нетрадиционных и редких с.-х. растений", 24-28 июня 1998. Пенза, 1998. - Том 4. - С. 80-82.

112. Ненайденко Г.Н. и др. Влияние различных доз вермикомпоста на численность и состав микрофлоры почвы и урожайность картофеля // Актуал. пробл. науки в с.-х. пр-ве: Тез. докл. науч.-практ. конф. Иваново., 11-12 апреля, 1995. Иваново, 1995. - 103 с.

113. Нимаева С.Ш. Биологическая активность бурых горно-лесных почв Прибайкалья // Почвоведение. 1990. - № 4. - С. 66-72.

114. Ничипорович А.А. Фотосинтез и теория получения высоких урожаев. М.: АН СССР, 1961. - 93 с.

115. Носко Б.С. Изменение гумусового состояния чернозема типичного под влиянием удобрений //Почвоведение.-1987.-№ 5.-С. 26-32.

116. Носко Б.С. Теория и практика расширенного воспроизводства плодородия чернозёмов в интенсивных севооборотах Украины // Сб. науч. тр. ВИУА: Применение удобрений и расширенное воспроизводство плодородия почв.-М., 1989.-С. 20-24.

117. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990.- 325 с.

118. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н. Гуминовые вещества вермикомпостов // Агрохимия. 1996. - № 2. - С. 60-67.

119. Орлов Д.С., Садовникова JI.K., Ладонин Д.В. Экологические нормативы на нетрадиционные органические удобрения // Химия в с/х. 1994. -№ 4. - С. 35-38.

120. Павленко Е.Я., Бобылёв Д.И. Экологическая реконструкция почв Крыма на основе интенсивного развития вермикультуры // Селекция, экология, технологии возделывания и переработки нетрадиционных растений. -Симферополь: Таврия, 1996. С. 175-176.

121. Патутина И.В. Влияние систематического применения удобрений на плодородие южного чернозема /Эффективность удобрений и повышение плодородия почв в засушливом Поволжье: Сб. науч. трудов /НИИСХ Юго-Востока. Саратов, 1986 - С. 29-37.

122. Полонская Д.Е., Воронова Н.Г. Биологическая активность выщелоченного чернозёма Красноярской лесостепи // Плодородие почв и его воспроизводство в земледелии Вост. Сиб. Новосибирск, 1988. - С. 116-123.

123. Полянская Л.М., Лукин С.М., Звягинцев Д.Г. Изменение состава микробной биомассы в почве при окультуривании // Почвоведение. 1997. -№2.-С. 206-212.

124. Помазкина Л.В. Агрохимия азота в таежной зоне Прибайкалья. -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1985. 176 с.

125. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. Л.: Наука, 1980.- 290 с.

126. Просянников Е.В., Просянникова С.П. Биотехнология производства вермиудобрения и его характеристика // Матер, всес. науч. конф. по с.-х. биотехнол., Целиноград, 25-28 июня, 1991: Тез. выступ. Целиноград, 1991. - С. 119-121.

127. Рекомендации для исследования баланса и трансформации органического вещества при сельскохозяйственном использовании и интенсивном окультуривании почв. М., 1984. - С. 3-90.

128. Русский чернозём. 100 лет после Докучаева. М.: Наука, 1983.302 с.

129. Свиридов А.К. Негумифицированные растительные остатки в почве различных севооборотов и бессменных культур // Агротехнические основы улучшения использования чернозёмов: Тр. НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева. 1980. - Т. 17. - Вып. 1. - С. 39-46.

130. Сидоренко О.Д. Эффективность биокомпостов // Современные достижения биотехнологии: Матер. Всерос. конф., Ставрополь, 1996. 10 с.

131. Сидоров М.И., Зезюков Н.И. Роль негумифицированных растительных остатков почвы в земледелии // Вестник с.-х. науки. — 1981. № 11.-С. 78-84.

132. Синягин И.И. Агротехнические условия высокой эффективности удобрений. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Россельхозиздат, 1980. - 222 с.

133. Слободян В.А., Слободян Н.С. Влияние биогумуса на микробиологические процессы в почве // Химия в с/х. 1994. - № 4. - С. 8-9.

134. Смирнова Е.Б. Эффективность внесения биогумуса под гречиху на обыкновенном чернозёме Саратовской области: Автореф. дис. . к. с.-х. н. -Саратов, 1996. 20 с.

135. Соболев С.С. Развитие эрозионных процессов на территории Европейской части СССР и борьба с ними. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1948. -118с.

136. Сорокин Н.Д. Микробиологические факторы трансформации азота и плодородия лесных почв юга Средней Сибири // Почвоведение, 1996. № 9. -С. 1129-1134.

137. Сорокин Н.Д., Горбачёв В.Н. Микробиологическая диагностика лесных почв Юга Средней Сибири (на примере Ангаро-Енисейского региона) // Изв. СО РАН СССР. Сер. биол. н. 1989. - № 3. - С. 123-128.

138. Стадник Б.Г. Научное обеспечение производства и применения биогумуса // Экологиз. с.х. пр-ва Сев.-Кавказ. региона: Тез. докл. участников семин.-совещ., Анапа, 26-29 июля, 1995. М., 1995. - С. 163-165.

139. Степанов А.И., Мерзлая Г.Е., Дмитриева В.И. Новые виды органических удобрений в Якутии // Химия в с.х. 1996. - № 6. - С. 12-14.

140. Столяренко B.C., Коцюбинская Н.П. Роль биогумуса в повышении адаптивного потенциала культурных растений //Селекция, экология, технологии возделывания и переработки нетрадиционных растений. Симферополь: Таврия, 1996. - С. 174-175.

141. Стриганова Б.Р. и др. Пищевая активность дождевых червей и содержание аминокислот в тёмно-серой лесной почве // Почвоведение. 1989. -№5.-С. 44-51.

142. Тейт Р. Органическое вещество почвы: Биологические и экологические аспекты. / Пер. с англ. М.: Мир, 1991. - 400 с.

143. Терещенко П.В. Об идентификации биогумуса // Агрохимия. -1999.-№ 11.-С. 54-57.

144. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии /Учение о почвенном гумусе. М.- JI.: Сельхозгиз, 1937.- 287 с.

145. Ульянова О.А., Кулебакин В. Г. Влияние компостных удобрений из коры на урожайное овса на дерново-подзолистой почве // Почвы и повышение их производительной способности: Сб. науч. тр. Новосибирск: СО РАСХН, 1993. С. 142-146.

146. Усманов Ю.А., Гиззатулин С.Г., Масалимов Т.М. Влияние органических удобрений на почву // Почвы Башкирии. Т. 2. / БФАН СССР. Уфа, 1975.-С. 114-127.

147. Усов Н.И. Почвы Саратовской области. Саратов: ОГИЗ, 1948.288 с.

148. Филиппова А.В. Агроэкологические аспекты вермикомпостирова-ния и применения вермикомпоста в условиях закрытого грунта: Автореф. дис. к. с.-х. н., М., 1998. - 20 с.

149. Фокин А.Д. Почва, биосфера и жизнь на Земле. М.: Наука, 1986. - 177 с.

150. Хабиров И.К. Экология и биохимия азота в почвах Приуралья. -Уфа: УНЦ РАН, 1993. 224 с.

151. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии /Хазиев Ф.Х.; Ред. Д.Г.Звягинцев; АН СССР. Урал, отд-ние.- М.: Наука, 1990. Место хранения: депозитарий

152. Ханъмова Т. и др. Биологическая характеристика серой лесной глеевидной почвы // Почвознан. и агрохим. 1990. - № 6. - С. 72-77.

153. Черников В.А., Милащенко Н.З., Соколов О.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 3. Устойчивость почв к антропогенному воздействию. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2001.- 203 с.

154. Чигина Е.Г., Берхин Ю.И., Хацевич И.В. Изменение плодородия почв при интенсивном земледелии. Новосибирск: Наука, 1986. - 118 с.

155. Чундерова А.И. Активность полифенолоксидазы и пероксидазы в дерново-подзолистых почвах. Почвоведение. - 1970. - № 7. - С. 22-28.

156. Шабаев А.И. Почвозащитное земледелие: Опыт, проблемы. Саратов.: Приволжское кн. изд-во, 1985.- 94 с.

157. Шарков И.Н. Минерализация и баланс органического вещества в почвах агроценозов Западной Сибири. Автореферат дисс. д-ра биол. наук. Новосибирск, 1997.- 37 с

158. Шатохина С.Ф., Христенко С.И. Влияние различных систем удобрения и бактериальных препаратов на микрофлору, биохимические и агрохимические показатели чернозёма типичного, на урожайность и качество кукурузы // Агрохимия. 1996. - № 8 - 9.

159. Шатский Н.С. О глубоких дислокациях, испытывающих и платформы и складчатые области (Поволжье и Кавказ). // Изв. АН СССР, Сер. геол., 1948. № 6. - С. 114-123.

160. Шатский Н.С. Основные черты строения и развития ВосточноЕвропейской платформы. Сравнительная тектоника древних платформ. Серия 1. // Изв. АН СССР, Сер. геол., 1946. № 1. - С. 65-77.

161. Шевцова JI.K. Гумус черноземов и его изменение при интенсивном сельскохозяйственном использовании/ Плодородие черноземов России. Под ред. Н.З. Милащенко. М.: Агроконсалт, 1998.- С. 196-224

162. Шептухов В.Н., Галкина М.М. Биологическая активность почвы в севооборотах // Химия в с/х. 1995. - № 6. - С. 19-22.

163. Шикула Н.И., Фантух B.C., Науменко В.И. Влияние вермикомпоста на воспроизводство плодородия серых лесных почв // Химия в с/х. 1994. - № 4. - С. 13-14.

164. Шилина Л.И. и др. Гумусовый режим чернозёмных почв левобережной лесостепи УССР в системе различных севооборотов // Повышение эффективности использования удобрений и плодородия почвы в УССР: Тез. докл. конф., октябрь 1985. Харьков, 1985. - 135 с.

165. Щеглов Д.И. Черноземы центра Русской равнины и их эволюция под влиянием естественных и антропогенных факторов. Автореф. дисс. д-ра биол. наук. Воронеж, 1995.- 46 с.

166. Щербаков А.П., Михновская А.Д., Хазиев Ф.Х. Биологическая характеристика чернозёмов / Русский чернозём. 100 лет после Докучаева. М.: Наука, 1983.-С. 89-103.

167. Щербаков А.П., Рудай И.Д. Плодородие почв, круговорот и баланс питательных веществ. М.: Колос, 1983.- 189 с.

168. Щербаков А.П., Шевченко Г.А. К вопросу об оптимизации гумус-ного состояния чернозёмов // Проблема гумуса в земледелии: Тез. Всес. со-вещ. 5-8 авг. 1986. Новосибирск, 1986. - С. 16-17.

169. Alexander М. Introduction to Soil Microbiology. John Wiley Y Sons.1. New York, 1977. 544 p.

170. Dalai R.C., Mayer R.J. Loss of total nitrogen from different particlecize and density fractions // Ibid.- 1987.- V. 25, # 1.- P. 83-93.

171. Korshens M. Beziehung zwischen Feinanteil, Ct- und Nt-Gehalt des Bodens // Arc. Acker-Pfl. Boden. 1980. Bd. 24 (9).- S. 585-592.

172. Kubat J., Cerhanov Dy., Miranova O., Hanrlikovi A., Filip Z. Vpliv dlouhodobeho hnojeni a antropogenni zatee na aktivitu pudni mikroflory // Rostl. vyroba. 1996. - 42, № 9. - C. 399-404.

173. Kucharski J., Cieeco Z., Niewolak Т., Nirlewska-Larska T. Aktywnose drobnoustroi ow w glebach zaliezanych do roznych kompleksow przydatnosci rdniezej, nawozonych azotem mineralnym // Aeta Akad. agr. ac techn. Olsten. Agr. 1996. - № 62. - C. 25-35.

174. Ladd J.N., Butler J.H. Short.-term assays of soil proteolytic enzyme activities using proteins and dipeptide derivatives as substrates // Ibid, 1972. Vol 4. -№ 1. - P. 19-30.

175. Langlais Roger J., Shivas S.A.J. A method to convert tannery slydge into a soil extender // J. Amer. Leather Chem. Ass. 1989. - 84. № 1. - C. 14-20.

176. Mann G.K. Changes in soil carbon storage after cultivation // Soil Sci, 1986. V. 142. - № 5. - P. 279-288.

177. Nowak A., Konieczny S. Jarosc biohumusu wytworzonego z roznych surowcow oraz iego wplyw na mikroflore gleby // Zesz. Nauk. Rol. / Ak. Szczecinil. 1993. - № 57. - C. 115-124

178. Nowak A., Michalceurer W., Jakugbiszyn B. Zesz nauk. Rol. Effect of fertilization wiht manure, straw and biohumus on numbers of bacteria, fungi, actinomycetes and microbial biomass in soil / AR Szezeeinie. 1993. - № 57. - C. 104-113.

179. Patorczyk-Putlik В., Spiak Z., Rabikowska В. Ocena wartosci nawozowei obornika i osadu sciecowego przetworzonego przez dzdzownice w drugim roku po zastosowaniu. // Zesz. Probl. Post. Nauk. rol. 1993. - № 409. -C. 151-158.

180. Rabinovich M.L. // Materials of Soviet-Finland Seminar on Byconversion of Plant Raw Materials by Microorganisms. Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms. Pushchino, 1984. P.31 48.

181. Schneider E., Breun W. Einflus der organischen und mineralischen Dunngung auf der Humusgehalt des Bodens und der Pflanzenertrag in der Thyrower Danerverssuchen, 1981. 87 S.

182. Schulz E. Chararteriserung der organischen Bodensubstanz (OBS) nach dem Grad ihrer Unsetzbarreit und ihre Bedeutung fur Nahr und Schadstoffe // Arc. AcrerPfl. Boden. 1997. -Bd. 47. - S. 465-484.

Информация о работе

Змеев, Сергей Александрович
кандидата биологических наук
Пенза, 2006
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экологические аспекты использования биогумуса при возделывании картофеля на черноземе выщелоченном лесостепи Среднего Поволжья - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Экологические аспекты использования биогумуса при возделывании картофеля на черноземе выщелоченном лесостепи Среднего Поволжья - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы