Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи

Боер, Ирина Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи"

На правах рукописи

(

БОБР Ирина Владимировна

ЭКОЛОГО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ В АГРОЦЕНОЗАХ КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Красноярск 2003

Работа выполнена в Красноярском государственном аграрном университете

Научный руководитель: доктор биологических наук

Д.Е. Полонская

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор А.И. Машанов, доктор биологических наук B.C. Артамонова

Ведущая организация: Красноярский научно-исследовательский институт

сельского хозяйства СО РАСХН

Защита состоится « & » 2003 г в ^ часов

на заседании диссертационного совета Д 220.037.01 при Красноярском государственном аграрном университете по адресу 660049, г. Красноярск, пр Мира, 88. Рах (3912) 27-03-86

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « » CltjW

2003 года.

Ученый секретарь диссертационно! о совета доктор биологических наук, профессор Х^/'<-В В Чупрова

да «ш«

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Разработка и освоение моделей устойчивого развития сельского хозяйства и в значительной степени земледелия, объектом которого является почва и почвенный покров, на сегодняшний день представляется особенно актуальной.

Почвенный покров Средней Сибири испытывает значительную антропогенную нагрузку, что вызывает развитие в почвах многих негативных явлений и ухудшение их экологического состояния. В связи с этим возникает необходимость в разработке почвоохранных и ресурсосберегающих технологий использования сельскохозяйственных угодий.

Рациональное использование почв связывается с разработкой адаптивно-ландшаф гных систем земледелия, в которых важное место отводится управлению почвенным плодородием, установлению критериев разумных пределов вмешательства в агроэкосистемы для каждого типа почв. Поэтому необходимым условием являются знания о функционировании микробоценозов почв, биологических факторов повышения почвенного плодородия, т.е. почвенных микроорганизмов.

Цель работы - изучение влияния агротехнических приемов на состав и динамику основных групп почвенных микроорганизмов и их активность в процессах мобилизации питательных веществ в черноземе выщелоченном агроценозов Красноярской лесостепи. Основные задачи исследования:

!. Определить состав комплекса почвенных микроорганизмов и сукцессию микробных ассоциаций в агроценозах чернозема выщелоченного при глубоких почвозащитных и разноглубинных мелиоративных способах основной обработки почв.

2 Установить уровень активности почвенных ферментов, участвующих в трансформации соединений углерода и азота.

3. Дать почвенно-микробиологическую оценку влияния различных способов основной обработки почв в связи с эффективным плодородием.

4. Выявить влияние предшественника, минеральных удобрений и микроэлементов на направленность микробиологических процессов превращения элементов питания и гумуса при различных способах обработки почв.

Научная новизна

• Впервые для выщелоченного чернозема Красноярской лесостепи показаны особенности функционирования микробоценозов и изменения в их составе под воздействием глубоких безотвальных способов основной обработки почв

• Показано совместное действие глубоких безотвальных способов обработки почв, минеральных удобрений и микроэлементов на состояние микробоце-ноза чернозема выщелоченного.

• Получены новые данные о реакции почвенного микробного сообщества на посев семян, обработанных сульфатом цинка.

| РОС НАЦИОН

Г.ИВ.ПИ0Т1-КА С Петербург

• Выявлено влияние предшествующей культуры севооборота на динамику основных групп почвенных микроорганизмов при глубоких безотвальных способах основной обработки почв.

Практическая ценность

• Дано почвенно-микробиологическое обоснование целесообразности использования глубоких безотвальных способов основной обработки чернозема выщелоченного Красноярской лесостепи с точки зрения эффективного и сохранения потенциального плодородия.

• Дана основа для дальнейших научных исследований влияния агротехнических приемов на почвенные микроорганизмы и их участие в процессах трансформации питательных веществ и гумуса, необходимых при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

Положения, выносимые на защиту:

• В агроценозах Красноярской лесостепи динамика основных групп почвенных микроорганизмов чернозема выщелоченного зависит от способа основной обработки почв.

• Растительные остатки предшествующей культуры севооборота определяют направленность микробиологических процессов при всех исследуемых способах основной обработки почв.

• Перестройки, происходящие в микробном комплексе агроценозов выщелоченного чернозема при внесении минеральных удобрений, зависят от способа основной обработки почв.

• Предпосевная обработка семян сульфатом цинка определяет динамику численности основных групп почвенных микроорганизмов.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены в 8 публикациях, а также доложены и обсуждены: на IV Всероссийской конференции «Микроорганизмы в сельском хозяйстве» (Пущино-на-Оке, 1992); на конференции профессорско-преподавательского состава КрасГАУ (Красноярск, 1993); на 1-м Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 1998); на III-м Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 2002); на Всероссийской научно - практической конференции «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2003); на Всероссийской научно - практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2003).

Структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, содержит 15 таблиц, 27 рисунков, 8 приложений Список литературы включает 197 наименований, в том числе 6 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение содержит обоснование проведенных исследований, постановку целей и задач.

Глава 1. Обзор литературы

Глава носит обзорный характер. В ней рассмотрены основные этапы развития способов и приемов основной обработки и происходящие в связи с этим изменения агрофизических свойств почвы, определяющие условия существования почвенных микроорганизмов (Бараев, 1977; Бекетова, 1990; Едимеи-чев, 1996; Лисунов, 1996, 2002 и др.). Показана роль почвенного микробоценоза в формировании эффективного плодородия (Звягинцев, 1966, 1987; Аристов-ская, 1980; Берестецкий, 1986; Андреюк, 1988; Добровольская, 1996 и др.). Приведен обзор работ, посвященных роли почвенных микроорганизмов в развитии сельскохозяйственного производства (Дульгеров, Серая, 1987; Карам-щук, 1989; Возняковская, 1990; Полонская, 1996, 2002; Данилова, 2002 и др.). Рассмотрены основные факторы, влияющие на динамику развития почвенного микробного сообщества (Александрова, 1980; Андреюк, 1988; Звягинцев, 1987; Чупрова, 2001; Христенко, Шатохина, 2002; Гулидова, 2002). Обоснована необходимость в проведении исследований в этом направлении.

Глава 2. Объекты и методы исследований

Объекты исследований - выщелоченные черноземы агроценозов Красноярской лесостепи.

Изучалась ответная реакция почвенных микробоценозов на воздействие следующих способов и приемов основной обработки почв: почвоводоохранных (плуг чизельный ПЧ-4,5 на глубину 40-45 см и плуг со стойкой СибИМЭ на глубину 30-35 см) и глубокого мелиоративного рыхления на глубину 0,5 м (РГ-0,5) и на глубину 1,0 м (РГ-1,0). Контроль - вспашка, 22 см.

Выбор пробных площадей позволяет проследить влияние способов основной обработки на направленность микробиологических процессов в почвах разной степени эксплуатации:

• Производственные участки совхоза «Маяк», где совместно с кафедрами агрохимии и сельскохозяйственных тракторов КрасГАУ велась разработка приемов основной обработки почвы в звене зернопаропропашного севооборота (пшеница+донник - донник - картофель, предшественник - кукуруза) на следующих фонах: неудобренный, удобренный (М6оРбо) и фон с микроэлементами (семена подвергались предпосевной обработке 0,1 % раствором сульфата цинка) Основная обработка проводилась осенью 1988 года после уборки кукурузы. Действие обработок изучалось в афоценозе пшеницы с подсевом донника (1989), последействие в агроценозах донника (1990) и картофеля (1991).

• Опытное поле учхоза «Миндерлинское» КрасГАУ, агроценоз пшеницы с подсевом люцерны, фоны: неудобренный и удобренный (Р60) Основные обработки проводились осенью 1989 г.

Отбор почвенных образцов (слой 0-20 см) проводили в сроки, соответствующие фазам роста зерновых сельскохозяйственных культур: май - до сева, июнь - всходы, июль - кущение, сентябрь - уборка урожая.

Годы исследований (1988 - 1991) отличались по температурному режиму и условиям увлажнения Особенностью погодных условий сезона 1989 года

была засушливая весна с малым количеством осадков, что явилось благоприятным условием для проведения исследований влияния влагосберегающих способов и приемов основной обработки почв на микробоценозы.

Микробиологическому и биохимическому анализу подвергали пахотный слой почвы (0 - 20 см). Огбор почвенных образцов проводили в соответствии с общепринятыми методическими указаниями (Федоров, 1957; Аристовская, 1962; Егоров, 1965; Красильников, 1966; Теппер, 1976; Звягинцев, Асеева, 1980; Возняковская, Попова, 1985; Возняковская, 1987; Звягинцев, 1987, 1988; Теппер, Шильникова, Переверзева, 1993) в 10-20 точках пробной площади и анализировали в 10-15 повторностях.

Активность инвертазы оценивали по А.Ш. Галстяну (1968). Методику определения нитрификационной способности почвы заимствовали в Почвенном институте им. Докучаева в отделе микробиологии.

Количество биологически доступного фосфора определяли микробиологическим методом с помощью гриба Aspergillus niger (Теппер, Шильникова, Переверзева, 1993).

Гуминовые кислоты (ГК) выделялись по методу В.В. Пономаревой (1972) с дополнениями A.A. Александровой (1980). Для определения функционального состава ГК были использованы методы ИК-спектроскопии и термохимического анализа (Орлов, 1972; Назарова, 1977; Уэндланд, 1978).

Математическая обработка результатов проведена с помощью дисперсионного однофакторного и кластерного анализов (Андрекж, 1982) на персональном компьютере.

Глава 3. Эколого-мнкробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи

Влияние почвоводоохранных способов обработки на микробоценоз выщелоченного чернозема.

Результаты наших исследований показали, что осенняя обработка почвы, находящейся в состоянии гомеостаза, плугом чизельным ГТЧ-4,5 на глубину 40-45 см и плутом со стойкой СибИМЭ на глубину 30-35 см способствовала усилению микробиологической активности. Сохранившиеся пожнивные растительные остатки кукурузы в верхнем пахотном слое, и как следствие этого, изменившийся режим питания и аэрации, стимулировали в мае развитие многих фупп микроорганизмов (рис.1) Увеличилась численность неспорообразующих микроорганизмов до 2,5 - 17,7 млн. клеток в 1 г почвы, что соответственно в 1,6 и 6,8 раза больше, чем при традиционном способе обработки (вспашка, 22 см), актиномицетов, микроскопических грибов и спорообразующих микроорганизмов. Это способствовало тому, что деструкция растительных остатков при обработке плугом чизельным ПЧ-4,5 и плугом со стойкой СибИМЭ проходила более активно и в более ранние сроки вегетационного периода Увеличение численности целлюлозоразрушающих микроорганизмов в 3,3 раза в мае, по сравнению с контролем, связано с аккумуляцией растительных остатков в верхнем пахотном слое и изменением воздушного режима почвы

-вспашка, 22 сч плуг чизельный ПЧ-4,5------плуг со стойкой СибИМЭ

Рис 1 Динамика численности микроорганизмов в выщелоченном черноземе при почвоводо-охранных способах обработки (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

Повышение содержания доступных соединений фосфора (табл. 1) в исследуемых вариантах может быть объяснено усилением метаболической активности почвенных микроорганизмов и прежде всего бацилл, выделяющих органические кислоты. Нитрификационная способность почвы, обработанной плугом чизельным, выше, чем при всех других исследуемых способах обработки (17,2 - ] 7,6 мг М-ЫОз/кг почвы) в течение всего периода вегетации.

В то же время в контрольном варианте (вспашка, 22 см), вследствие помещения органического вещества и наиболее биологизированного слоя на дно борозды, микробиологические процессы в верхнем слое почвы в мае затухают и максимальная активность мобилизационных процессов сдвинута во времени к июлю - сентябрю.

Однако ускорение процессов минерализации после безотвальной обработки и установленные нами перестройки в деятельности почвенных микроорганизмов не способствуют увеличению урожая (табл. 2). Это г факт позволяет предположить, что ускорение минерализации растительных остатков кукурузы, имеющих, по данным В.В. Чупровой (2001), соотношение С : N. равное 23, сопровождается иммобилизацией питательных веществ микроорганизмами.

Действие почвоводоохранных способов обработки на микробный ценоз является пролонгированным. Активизация процессов минерализации растительных остатков прослеживается во 2-й и 3-й годы действия и проявляется в увеличении численности неспорообразующих микроорганизмов, являющихся пионерами в процессах деструкции расги!ельного материала

Таблица 1 Нитрификационная способное гь почвы, активность ннвертазы и количество доступного фосфора в агроценозе пшеницы с подсевом донника по кукурузе при различных способах основной обработки (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

Срок, Способы обработк и

месяц Вспашка, Плуг Плуг Глубокое мелиоративное

22 см чизельный со стойкой рыхление

ПЧ-4,5 СибИМЭ РГ-0,5 РГ-1,0

Нитрификационная способность почвы (мг Н-ЫОз/кг почвы)

V 11,27±1,07 17,2±0,2 14,9±0,2 12,0±0,3 13,6±1,4

VI 8,57±1,15 17,6±3,8 9,7±0,5 9,7±1,0 11,8±1,4

VII 9,4±2,3 17,2±1,9 16,2+0,5 16,8±0,8 15,9±2,4

Инвертаза (мг глюкозы / 5 г почвы)

V 1,15±0,01 0,96±0,0 0,91+0,01 0,93±0,04 0,93±0,07

VI 1,26±0,03 0,95+0,03 0,97±0,03 0,91+0,07 0,92+0,02

VII 1,46±0,01 1,42±0,01 1,44±0,02 1,44±0,02 1,48+0,0

IX 1,24±0,02 1,26±0,01 1,26±0,0 1,25±0,02 1,30±0,02

Р205 (мг / 100 г почвы)

V 14,4+1,6 27,4±0,9 35,5±14,4 32,4±3,8 93,5+1,7

VI 59,5+26,2 26,5±4,85 47,6±6,6 31,4±6,1 42,9±4,9

VII 44,7±4,5 43,1±5,8 30,5±11,6 38,1±0,3 28,9±8,3

IX 36,4±1,6 29,8±1,9 33,9+7,3 25,0±7,9 18,9±4,3

Таблица 2 Урожай пшеницы «Скала» по кукурузе (ц/га) в 1989 г при различных способах основной обработки почв (совхоз «Маяк»)*

Способы обработки Без удобрений Минеральные удобрения Микроэлементы Го5

Вспашка, 22 см 27,100 33,850 29,550 15,2

Плуг чизельный ПЧ-4,5 26,7+1,7 35,2±2,5 32,0±1,0 9,6

Плуг со стойкой СибИМЭ 23,4+2,0 28,8±0,5 28,7±1,0 8,0

Глубокое мелиоративное рыхление РГ-0,5 25,7±2,2 30,0±2,0 29,3+2,8 1,3

Глубокое мелиоративное рыхление РГ-1,0 24,8±0,9 36,5±2,9 24,6±0,1 20,5

Р05 0,83 - -

* - результаты кафедры агрохимии КрасГАУ

При этом аммонификаторов в 1,7 - 4,3 раза больше, чем в контрольном варианте, а микроорганизмов, использующих азот минеральных соединений, -в 1,2-3,5 раза. Численность грибов в июне возрастает в 5,2, бацилл - в 2.5 раза и достигает соответственно 13,0 и 187,2 тыс клеток в 1 г почвы Отмечено также увеличение численности актиномицетов до 0,5 млн клеток в 1 г почвы

Вероятно, это является ответной реакцией микробоценоза на формирование вторичных корней сельскохозяйственных растений в верхнем пахотном горизонте при безотвальных способах обработки, что приводит к увеличению количества легкодоступного органического вещества.

Особую важность эти сведения приобретают в аспекте установленного ранее (Полонская, 1989) факта снижения численности микроскопических грибов и актиномицетов при длительном сельскохозяйственном использовании чернозема выщелоченного по интенсивной системе земледелия

Следует отметить, что при обработке почвы плугом со стойкой СибИМЭ на глубину 30 - 35 см создаются условия, способствующие как усилению микробиологической деструкции растительных остатков, так и повышению в течение всего вегетационного сезона численности микроорганизмов, минерализующих гумус в 1,4-23,9 раза. Последнее ведет к снижению содержания ароматического азота на 23 %, и к уборке урожая его количество не восстанавливается

Обработка же плугом чизельным ПЧ-4,5 способствует уменьшению численности микроорганизмов, минерализующих гумус, в 1,7 - 8,9 раза в сравнении с кон грольным вариантом (вспашка, 22 см) Подобное изменение в этой группе почвенного микробного комплекса способствует тому, что гумус при безотвальной обработке плугом чизельным расходуется в меньшей степени по сравнению со вспашкой. Подтверждением этого служат результаты ИК - спектроскопии гуминовых кислот, показавшие снижение содержания в них лабильных веществ при отвальном способе обработки.

Осенняя обработка почв, находящихся в состоянии стресса, плугом чизельным и плугом со стойкой СибИМЭ приводит к улучшению режима питания в начальные сроки вегетационного периода (май, июнь) Так, в мае увеличивается численность аммонификаторов с 2,8 до 4,9 млн. клеток в 1 г почвы, что превышает показатель контрольного варианта в 1,8 - 1,4 раза соответственно. По-видимому, этому способствует большая аккумуляция растительных остатков в верхнем пахотном слое почвы при безотвальных способах обработки. Численность микроорганизмов, использующих азот минеральных соединений, превышает контрольный вариант в 2,3 - 2,5 раза. Коэффициент минерализации при этом равен 2,4 и 2,9 против 1,7 при вспашке, возрастает в 2 - 4 раза в сравнении с контрольным вариантом численность актиномицетов, бацилл и микроскопических грибов, т е тех групп микробоценоза, которые являются активными деструкторами органического вещества. Это с точки зрения ускорения минерализации растительных остатков выгодно отличает безотвальные способы обработки от традиционных При традиционном способе обработки почв численность этих групп микроорганизмов остается низкой в течение всего вегетационного периода

Вышеизложенное свидетельствует о том, что безотвальные способы обработки (плуг чизельный и плуг со стойкой СибИМЭ) ускоряют минерализацию растительных остатков агроценоза в ранние сроки развития растений.

Однако в случае обработки почвы плугом со стойкой СибИМЭ, наряду с усилением микробиологической акчивиости разложения растительных остат-

ков, имеет место увеличение численности микроорганизмов, минерализующих гумус, по сравнению с контролем (вспашка, 22 см) Обработка же плугом чи-зельным не способствует увеличению численности минерализующих гумус микроорганизмов в пахотных почвах, находящихся в состоянии стресса, и приводит к снижению значения этого показателя для почв, находящихся в состоянии гомеостаза Поэтому ее можно считать более щадящей.

Влияние мелиоративных способов обработки почв на микробоценоз.

Глубокое мелиоративное рыхление является одним из агротехнических приемов разуплотнения почв. Хотя наибольший эффект от глубокого рыхления был получен на почвах избыточного увлажнения, этот агротехнический прием стал применяться на почвах Средней Сибири, подверженных эрозии (Тарасюк, 1989).

Анализ реакции микробоценоза выщелоченного чернозема на глубокое рыхление позволил установить, что процессы минерализации растительных остатков в этих почвах также ускоряются (рис. 2).

вспашка, 22 см рыхление глубокое 0,5 м рыхление глубокое 1,0 м

Рис 2 Динамика численности микроорганизмов в выщелоченном черноземе при мелиоративных способах обработки (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

В начале вегетационного сезона (май, июнь) численность многих групп микробоценоза в вариантах рыхления на глубину 0,5 м (РГ-0,5) и 1,0 м (РГ-1,0) выше, чем в контрольном варианте (вспашка, 22 см) Так, отмечено увеличение показателя численности неспорообразующих микроорганизмов до 7,5 -13,8 млн. клеток в 1 г почвы, который превышае1 кошроль в 2,9 - 5,3 раза Высокая численность целлюлозоразрушающих микроорганизмов в мае 32,6 тыс клеток (РГ-0,5) и 23,0 тыс. клеток в ! I почвы (РГ-1,0), превышающая контрольный вариант в 4,8 и 3,4 ра<а соответственно, является показателем уско-

рения мобилизационных процессов в почве Пик активности спорообразующих микроорганизмов приходится на июнь- 278,2 (РГ-0,5) и 487,1 тыс. клеток в 1 г почвы (РГ-1,0). В контроле (вспашка, 22 см) численность этой группы достигает максимального значения (866,2 тыс клеток в 1 г почвы) только в сентябре.

Отмеченное ускорение процессов минерализации растительных остатков в начальные сроки вегетационного периода сопровождается низкой нитри-фикационной способностью почвы (9,7 - 13,6 мг N0, / кг почвы), (в варианте обработки плугом чизельным - 17,2 мг Ж)3 / кг почвы); значительным понижением количества доступного фосфора, особенно в варианте рыхления на глубину 1,0 м (РГ-1,0) (табл. 1). Вероятно, это является результатом имеющей место миграции подвижных форм органического вещества в нижележащие горизонты. Подобное явление, обусловленное обработкой почвы, отмечено в работах В.В. Тарасюка (1989) и Н.Л. Кураченко (2000, 2003).

Ускорение процессов минерализации растительных остатков, установленное в наших исследованиях, не только не способствует повышению урожая, но и усиливает нагрузку на гумус. Так, численность микроорганизмов, выделяемых на нитритном агаре, уже в июне увеличивается до 8,44 (РГ-0,5) и 22,0 млн. клеток в 1 г почвы (РГ-1,0) и превышает таковую в почвенных микробоце-нозах всех исследуемых вариантов обработки. Формирование урожая в 25,7 и 24,8 ц/га сопровождается снижением на 27 % количества ароматического азота гуминовых кислот.

Во второй и третий годы действия глубоких мелиоративных обработок ускорение процессов минерализации растительных остатков сохраняется и проявляется в увеличении численности микроорганизмов, использующих минеральные и органические формы азота, актиномицетов и микроскопических грибов Перечисленные показатели превышают контрольные в 2 раза.

Таким образом, глубокое мелиоративное рыхление способствует ускорению процессов минерализации растительных остатков. Однако разрыхление подпахотного горизонта в условиях дефицита влаги сопровождается миграцией минеральных эпементов и приводит к ухудшению питательного режима растений агроценоза, не способствует увеличению урожая.

Во второй год действия обработок в агроценозе пшеницы с подсевом донника по кукурузе отмечено изменение хода микробной сукцессии следующих групп микроорганизмов: актиномицетов, микроскопических грибов и минерализующих гумус микроорганизмов при одном способе обработки (рис. 3). Вероятно, на изменение хода сукцессии этих групп микробоценоза существенное влияние оказывает количество и качественный состав растительных остатков предшествующей культуры агроценоза. Так, в первый год изучалось действие основных обработок на микробный комплекс в агроценозе пшеницы по кукурузе, после уборки которой к маю следующего года в почве остается до 40 % неразложившейся растительной массы Во второй год - в агроценозе донника по пшенице, которая, в отличие от кукурузы, практически полностью успевает минерализоваться в течение одного вегетационного сезона, и незначительное количество ее растительных остатков в следующем году определяют другую

(отличную от предыдущего года) сукцессию актиномицетов, микроскопических грибов и минерализующих гумус микроорганизмов.

£ 12 -I 10 ■

VI VII IX

-агроценоз пшеницы с подсевом донника по кукурузе

агроценоз донника по пшенице

Рис 3 Динамика численности микроорганизмов в выщелоченном черноземе при обработке почвы плугом чизельным ПЧ-4,5 под равными агроценозами (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

Подобная зависимость микробной сукцессии от предшественника, отмеченная в различных агроценозах, характерна лишь для групп микробного комплекса, участвующих в деструкции трудноразлагаемого органического вещества. Динамика других составляющих микробоценоза: микроорганизмов, использующих органический и минеральный азот, целлюлозоразрушающих и споро-образующих микроорганизмов, является откликом на определенный способ обработки почвы. Этот факт объясняется тем, что для развития микроорганизмов, использующих органический и минеральный азот, целлюлозоразрушающих и спорообразующих микроорганизмов необходимо свежее и богатое азотом органическое вещество, распределение которого в почве зависит от способа обработки.

Следует отметить, что, наряду с сохраняющимся во второй год влиянием обработок на развитие групп микроорганизмов, использующих органический и минеральный азот, целлюлозоразрушающих и спорообразующих, микробная сукцессия определяется количеством и качественным составом органического вещества в почве.

Динамика 10-ти показателей микробиологической и биохимической активности пахотного слоя выщелоченного чернозема в агроценозах пшеницы с подсевом донника по кукурузе и донника по пшенице была использована для проведения кластерного анализа (Андреюк, 1982) Показано, что влияние способов основной обработки почвы на микробоценоз перекрывается влиянием растительных остатков предшественника Это подтверждается формированием

двух кластеров по влиянию различных предшественников на микробный комплекс (рис. 4)

6 5

73,8 _72,7 70,8 70,8 68,3 _64,5 59,3

Рис 4 Дендрограмма сходства микробоцено юв выщелоченного чернозема Красноярской лесостепи при различных способах основной обработки почв в агроденозах ■ пшеницы с подсевом донника по кукурузе.

1 Плуг чизельный ПЧ-4,5 на 40-45 см,

2 Плуг со стойкой СибИМЭ на 30-35 см,

3 Глубокое мелиоративное рыхление на 0,5 м,

4 I лубокое мелиоративное рыхление на 1,0 м;

■ донника по пшенице

5 Плуг чизельный ПЧ-4,5 на 40-45 см,

6 Плуг со стойкой СибИМЭ на 30-35 см,

7 Глубокое мелиоративное рыхление на 0,5 м,

8 Глубокое мелиоративное рыхление на 1,0 м

Реакция микробного сообщества на внесение минеральных удобрений при различных способах основной обработки.

В этом разделе работы анализируется совместное воздействие минеральных удобрений и приемов и способов обработок.

Для почв, находящихся в состоянии гомеостаза, внесение минеральных удобрений в почву, обработанную плугом чизельным и плугом со стойкой СибИМЭ, приводит к следующему отклику микробоценоза (рис 5) В июне, в период появления всходов, увеличивается численность неспорообразующих микроорганизмов до 4,1 - 6,1 млн клеток в 1 г почвы, что в 2,2 и 1,6 раза больше, чем на неудобренном фоне, актипомицетов - до 2,9, олигонигрофилов - до

14,0 млн. клеток в 1 г почвы, спорообразующих - до 332,5 тыс. клеток в 1 г почвы, что превышает таковые значения неудобренного фона в 3 - 10 раз.

V VI VII IX

Рис 5 Динамика численности микроорганизмов в выщелоченном черноземе при обработке плугом чизельным ПЧ-4,5 (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

Все установленные изменения способствуют усилению деструкции растительных остатков и являются положительным моментом с точки зрения эффективного плодородия Об этом свидетельствует увеличение активности ин-вертазы до 1,43 мг глюкозы / 5 г почвы, усиление нитрификационной способности почвы до 20,2 мг М03 / кг почвы в период всходов (табл. 3)

Применение аммофоса способствует достоверному повышению урожая при почвоводоохранных способах обработки в сравнении с неудобренными вариантами, что, вероятно, связано с уменьшением процесса иммобилизации азота микроорганизмами в результате снижения отношения С N и органическом веществе почвы.

В контрольном варианте (вспашка, 22 см) применение удобрений снижает численность некоторых групп микроорганизмов: актиномицетов, целлю-лозоразрушающих и спорообразующих микроорганизмов Снижение коэффициентов минерализации и олигонитрофильности на фоне внесения удобрений говорит о низком уровне процессов мобилизации. Прирост урожая до 33,85 ц/га в данном случае можно объясни(ь лишь использованием растениями азота минеральных удобрений

Таким образом, внесение минеральных удобрений улучшает режим питания за счет изменения направленности микробиологических процессов в почве, обработанной плугом чизельным и плугом со стойкой СибИМЭ Однако имеющиеся при эюм перестройки в микробном комппексе способствуют усилению нагрузки на органическое вещество почвы из-за активизации деятельности микроорганизмов, минерализующих гумус

Таблица 3 Нитрификационная способность почвы, активность инвертазы и количество доступного фосфора в агроценозе пшеницы с подсевом донника по кукурузе при различных способах основной обработки, фон с минеральными удобрениями (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

Срок, Способы обработки

месяц Вспашка, Плуг Плуг Глубокое мелиоративное

22 см чизельныи со стойкой рыхление

ПЧ-4,5 СибИМЭ РГ-0,5 РГ-1,0

Нитрификационная способность почвы (мг И-КОУкг почвы)

V - 17,2±0,2 14,9±0,2 12,0+0,3 13,6±1,4

VI - 20,2+2,5 24,0±0,0 9,1±0,9 12,8±1,4

VII 16,2±2,3 10,2±],3 13,9±1,0 15,9+0,2 14,3±0,7

Инвертаза (мг глюкозы / 5 г почвы)

V - 0,96±0,00 0,93+0,03 0,92+0,01 0,92±0,06

VI - 1,43±0,02 1,42±0,00 1,35+0,07 1,44±0,04

VII 1,13±0,07 1,23±0,04 0,98+0,01 1,00±0,02 0,99±0,00

IX 1,19+0,00 0,81 ±0,49 1,23+0,00 1,30+0,02 1,25±0,00

Р2О5 (мг /100 г почвы)

V - 27,4±0,9 35,4±14,3 32,4±3,8 93,5±1,7

VI - 34,7±1,1 26,1±3,8 42,5±13,8 34,8±1,5

VII 44,7±4,5 38,2+5,6 35,2±5,0 39,1+12,6 47,0±0,1

IX 36,4+1,5 25,9±6,0 27,5±8,3 24,7±6,2 18,8+7,3

исследования не проводились

Так, численность микроорганизмов, участвующих в трансформации гумуса в почве, обработанной безотвальным способом, возросла в 1,2 - 3,9 раза и достигла соответственно 10,4 - 13,1 млн клеток в 1 почвы.

Применение минеральных удобрений в контрольном варианте (вспашка, 22 см) приводит к уменьшению в 1,5 - 2,5 раза численности микроорганизмов, участвующих в минерализации гумуса. Несмотря на это, в конце вегетации снижение содержания ароматического азота и углерода гуминовых кислот в почве достигает 34 %, что превышает таковые показатели всех исследуемых вариантов обработки.

В почвах, находящихся в состоянии гомеостаза, минеральные удобрения вызывают отклик в микробном комплексе уже в начале лета (май, июнь), тогда как реакция микробного сообщества стрессовых почв проявляется лишь во второй половине вегетационного сезона.

При традиционном способе обработки (вспашка, 22 см) почв, находящихся в состоянии стресса, во второй половине лета отмечается усиление процессов минерализации растительных остатков за счет активизации всего мик-робною комплекса и особенно увеличения в нем доли актиномицетов и пеллю-тозоразрушающих микроорганизмов Однако подобная активизация процессов деструкции на фоне применения удобрений сопровождается и увеличением численности минерализующих гумус микроорганизмов до 7,1 - 9,9 млн клеток в 1 г почвы С учетом того факта, что традиционный способ обработки и на не-

удобренном фоне вызывает большую нагрузку на гумус, это в еще большей степени может способствовать минерализации гумуса.

Внесение удобрений в почву, находящуюся в состоянии стресса, при обработке плугом со стойкой СибИМЭ вызывает следующие изменения в микро-боценозе: отмечается увеличение численности микроорганизмов, использующих минеральный и органический азот, но снижается доля актиномицетов, целлюлозоразрушающих и спорообразующих микроорганизмов в микробном комплексе. Такие изменения не способствуют завершению процессов минерализации растительных остатков в течение одного вегетационного сезона.

Иная картина отмечается при обработке почвы плугом чизельным. Применение удобрений способствует увеличению в 2 раза численности как актиномицетов до 1,4 млн. клеток в 1 г почвы и микроскопических грибов до 52,7 тыс клеток в 1 г почвы в микробном комплексе во второй половине вегетационного периода при неизменной численности микроорганизмов, использующих минеральные и органические формы азота.

Следует отметить, что обработка плугом чизельным усиливает минерализацию растительных остатков в начале лета, а применение удобрений при этом же способе обработки сдвигает этот процесс к концу вегетационного сезона Таким образом, применение удобрений при чизелевании способствует увеличению периода с активно идущими процессами деструкции растительных остатков, что может сказаться на улучшении питательного режима растений аг-роценоза в почвах, находящихся в стрессовом состоянии.

Снижение доли бацилл в микробном комплексе в июне и увеличение значения этого показателя в конце вегетации растений, характерно для всех изученных в работе способов основной обработки почвы и, вероятно, является результатом действия минеральных удобрений.

На почвах, эксплуатируемых ранее по интенсивной системе земледелия, обработка плугом чизельным с последующим внесением минеральных удобрений способствует снижению численности микроорганизмов, минерализующих гумус, так же как и в варианте с обработкой почвы плугом со стойкой СибИМЭ, что для почв, находящихся в состоянии стресса, выгодно отличает безотвальные способы обработки почвы от традиционных (вспашка, 22 см)

Применение минеральных удобрений в случае глубокого мелиоративного рыхления оказывает неблагоприятное воздействие на развитие микробоцено-за (рис. 6): снижается численность неспороабразующих микроорганизмов в 1,5 - 2 раза, актиномицетов и спорообразующих бактерий. Микробная деструкция растительных остатков, определяющая режим питания растений и состояние органического вещества почвы в вариантах, обработанных на разную глубину (0,5 и 1,0 м), происходит следующим образом.

Так, при глубоком мелиоративном рыхлении на 1,0 м (РГ-1,0) применение удобрений приводит к снижению численности аммонификаторов до 1,5 млн. клеток в 1 г почвы и бацилл до 153,2 тыс клеток в 1 г почвы, что меньше таковых значений на неудобренном фоне соответственно в 2,2 и 3 раза и, несомненно, сказывается на общей активности микробного комплекса

го

V VI VII IX

VII

фон без удобрений

• - » - фон с минеральными удобрениями

VII

Рис 6 Динамика численности микроорганизмов в выщелоченном черноземе при мелиоративном рыхлении на глубину 0,5 м (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

В случае глубокого мелиоративного рыхления на глубину 0,5 м (РГ-0,5) при внесении минеральных удобрений в июне - июле наблюдается снижение активности микробоценоза: уменьшается в 2 раза численность аммонификато-ров и актиномицетов, спорообразующих микроорганизмов и микроскопических грибов. Снижение активности деструкции растительных остатков в период активного роста сельскохозяйственных растений не способствует улучшению питательного режима почвы и создает напряженность мобилизационных процессов: численность микроорганизмов, минерализующих гумус, увеличивается в 2 раза.

Таким образом, при внесении минеральных удобрений незначительная прибавка урожая (табл 2) связана с перестройкой направленности микробиологических процессов в почве и, вероятно, обеспечивается почвенным азотом, в том числе азотом гумуса, с одновременной иммобилизацией азота вносимых удобрений.

Реакция микробного сообщества на обработку семян сульфатом цинка при различных способах обработки.

Предпосевная обработка семян сульфатом цинка находит отклик в микробном сообществе Воздействие этого приема при различных способах основной обработки проявляется по-разному.

В почве, обработанной плугом чизельным, посев семян, обработанных сульфатом цинка, вызывает увеличение в фазу кущения численности неспоро-образующих микроорганизмов (рис 7) Это значение превышает таковое в варианте с плугом чизельным на неудобренном фоне в 5 раз.

Применение сульфата цинка для обработки семян продлевает период высокой активности почвенных микроорганизмов в почве, обработанной плугом чизельным, до фазы кущения. Вероятно, это связано с тем, что обработка семян микроэлементом приводит к положительным изменениям в развитии растений и, по нашим данным, способствует увеличению урожая при чизелева-нии. Влияние сульфата цинка на почвенный микробный комплекс может быть связано с активным поступлением большей массы растительного опада, уже поступающего в почву в эти сроки (Чупрова, 2001) и являющегося субстратом для бурного развития почвенных микроорганизмов

х 8-1 л ,

II6

| = 4

ь.<

8| 24 а *

I О

VI VII IX

10 0

£ е

1 4

VII

—♦— фон без удобрений - » - фон с микроэлементом

Рис 7 Динамика численности микроорганизмов в выщелоченном черноземе при обработке почвы плугом чизельным ПЧ-4,5 (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

В пахотном слое почвы, обработанной плугом чизельным при высеве семян, обработанных микроэлементом, в течение всего периода вегетации растений отмечено увеличение численности микроорганизмов, минерализующих гумус. Это может быть связано с активизацией сульфатом цинка роста растений, выступающих конкурентами почвенным бактериям за источники минерального питания и переключением микроорганизмов на использование азота и углерода гумуса.

Нитрификационная способность почвы в июне снижается с 17,6 до 14,9 мг Ы03/кг почвы, а активность инвертазы возрастает до 1,43 против 0,95 мг глюкозы/ 5 г почвы на неудобренном фоне (табл 4) Поскольку значение активности инвертазы является суммарным результатом деятельности почвенных микроорганизмов и растений, то сдвиг пика активности инвертазы в почве с микроэлементом на июнь можно объяснить активным ростом пшеницы под воздействием сульфата цинка

В результате увеличения численности микробного населения и ускоренного накопления биомассы рааений создается напряженность в агроцено(е,

что приводит к использованию гумуса микроорганизмами как источника углерода, снижая содержание его алифатической части до 50 %

Таблица 4 Нитрификационная способность почвы, активность инвертазы и количество доступного фосфора в агроценозе пшеницы с подсевом донника по кукурузе при различных способах основной обработки, фон с микроэлементом (слой 0-20 см, совхоз «Маяк»)

Срок, Способы обработки

месяц Вспашка, Плуг Плуг Глубокое мелиоративное

22 см чизельный со стойкой рыхление

ПЧ-4,5 СибИМЭ РГ-0,5 РГ-1,0

Нитрификационная способность почвы (мг Ы-К03/кг почвы)

V - 17,2+0,2 14,9+0,2 12,0+0,3 13,6±1,4

VI - 14,9+0,9 12,3+0,1 8,8±0,9 13,5±1,0

VII 9,9±0,4 15,7±1,3 16,3±2,5 12,6+2,9 11,5+1,2

Инвертаза (мг глюкозы / 5 г почвы)

V - 0,96±0,00 0,93±0,03 0,92±0,01 0,92±0,06

VI - 1,43+0,01 1,44±0,05 1,43±0,04 1,42±0,02

VII 1,20±0,01 1,17±0,02 1,25+0,01 1,19±0,05 1,24±0,01

IX 1,22+0,01 1,10±0,02 1,27±0,00 1,22±0,01 1,15±0,01

Р205 (мг /100 г почвы)

V - 27,4+0,9 35,4±14,3 32,4±3,8 93,5±1,7

VI - 34,7+1,1 2б,1±3,8 42,5±13,8 34,8+1,5

VII 44,7+4,5 38,2±5,6 35,2±5,0 39,1 ±12,6 47,0±0,1

IX 36,4±1,5 25,9±6,0 27,5±8,3 24,7±6,2 18,8±7,3

- исследования не проводились

Отмеченные выше изменения в направленности микробиологических процессов в почве агроценозов способствуют появлению большого количества доступных форм фосфора (табл. 4) и увеличению урожая до 32,0 ц/га (табл. 2).

В случае использования плуга со стойкой СибИМЭ посев семян, обработанных сульфатом цинка, способствует ускорению минерализации растительных остатков и улучшает режим легкодоступного азота. При этом особенностью реакции микробного комплекса на развитие растений из семян, обработанных микроэлементом, является снижение в 2 раза численности актиномице-тов и увеличение микроскопических грибов При использовании сульфата цинка численность грибов возрастает с 57 до 267 тыс. клеток в 1 г почвы, целлюло-юразрушающих микроорганизмов - в 2 раза и минерализация растительных остатков идет с их участием

Высев семян, подвергавшихся обработке микроэлементом, в почву, обработанную плугом со стойкой СибИМЭ, приводит к увеличению микроорганизмов, использующих гумус, но последний расходуется в меньшей степени, чем в варианте с плугом чизельным Эю, по-видимому, связано с активизацией минератизации раститечьных остатков, предваряющей гумификацию Следова-|ельно в эгом случае процесс образования гумуса преобладает над его минера-

лизацией. Это приводит к тому, что гуминовые кислоты, по нашим данным, к концу вегетации практически полностью восстанавливаются

Влияние обработки семян сульфатом цинка и при их посеве в почву, подвергавшуюся глубокому мелиоративному рыхлению, проявляется по-разному и зависит от глубины рыхления

Так, в почве варианта мелиоративного рыхления на глубину 0,5 м (РГ-0,5) коэффициент минерализации снижается с 2,2 до 1,8 в сравнении с неудобренным фоном Происходит перераспределение в микробоценозе: деструкция растительных остатков идет за счет грибов. Их численность в опыте возрастает с 54,9 (вариант без удобрений) до 216,9 тыс. клеток в 1 г почвы. Численность актиномицетов снижается с 2,2 до 1,4 млн. клеток в 1 г почвы, при неизменной численности спорообразующих и целлюлозоразрушающих микроорганизмов, увеличивается численность микроорганизмов, минерализующих гумус, до 25,2 млн клеток в 1 г почвы. Такая перестройка в микробном комплексе свидетельствует о влиянии именно сульфата цинка на состояние почвенных микроорганизмов.

В варианте мелиоративного рыхления на глубину 1,0 м (РГ-1,0) в фазу всходов увеличивается численность неспорообразующих микроорганизмов до 43,4 млн клеток в 1 г почвы на фоне снижения значения коэффициента минерализации с 8,9 до 0,2, численности грибов с 49,2 до 13,9 тыс. клеток в 1 г почвы, бацилл с 487,1 до 125 тыс. клеток в 1 г почвы. Возрастает численность актиномицетов до 6,1 против 1,6 млн. клеток в 1 г почвы на неудобренном фоне, и они берут на себя основную роль в минерализации растительных остатков

Динамика 10-ти показателей микробиологической и биохимической активности пахотного слоя выщелоченного чернозема в агроценозе пшеницы с подсевом донника по кукурузе была использована для проведения кластерного анализа (Андреюк, 1982), из которого следует, что установленное влияние способов основной обработки почвы на микробоценоз сильнее и перекрывает действие минеральных удобрений и сульфата цинка на ход микробной сукцессии Это подтверждается формированием трех кластеров по влиянию различных способов обработки на микробный комплекс (рис 8)

1 2 3

4 5 6 7 8 9 10 11 12 * %

Рис 8 Дендро! рамма сходства комплексов микробоценозов чернозема выщелоченного лесостепи Красноярского края в агроцснозе пшеницы с подсевом донника по кукурузе при различных способах обработки почв

Плуг чизельный ПЧ-4,5 на 40-45 см 8 - фон без удобрений,

7 - фон с минеральными удобрениями,

9 - фон с микроэлементами, Плуг со стойкой СибИМЭ на 30-35 см 11 - фон без удобрений,

12 - фон с минеральными удобрениями,

10 - фон с микроэлементами, 1 лубокое рыхление иа 0,5 м 5 - фон без удобрений,

4 - фон с минеральными удобрениями, 3 - фон с микроэлементами, Гп\бокое рыхление на 1,0 м 2 - фон без удобрений,

1 - фон с минеральными удобрениями 6 - фон с микроэлементами

Выводы

1. В условиях Красноярской лесостепи осенняя безотвальная обработка плугом чизельным ГГЧ-4,5 на глубину 40 - 45 см и плугом со стойкой СибИМЭ на глубину 30-35 см в 1-й год действия в агроценозе пшеницы с подсевом донника в начале вегетационного сезона приводит к увеличению численности актиномицетов, бацилл, целлюлозоразрушающих микроорганизмов и микроскопических грибов в микробном комплексе в 3,9, 2,5, 5 и 5 раз соответственно, по сравнению с контролем (вспашка, 22 см). Это свидетельствует о смещении пика активности процессов деструкции растительных остатков предшествующей культуры севооборота на более ранние сроки и приводит к улучшению режима доступного фосфора, повышению нитрификационной ' способности почвы до 17,2 мг Ы-Ы03/кг почвы и активности инвертазы до

0,96 мг глюкозы /5 г почвы ^

2. Обработка пахотных черноземов плугом чизельным ПЧ-4,5 на глубину 4045 см не способствует увеличению численности микроорганизмов, минерализующих гумус, в почвенном микробном комплексе агроценоза пшеницы с подсевом донника как почв, находящихся в состоянии стресса, так и го-меостаза. Урожай в 26,7 ц/га формируется за счет процессов деструкции свежих растительных остатков

3. Мелиоративное рыхление на глубину 0,5 и 1,0 м создает условия, способствующие ускорению минерализации растительных остатков микроорганизмами в ранние сроки вегетации растений агроценоза. В микробном комплексе почвы проявляются изменения, связанные с увеличением численности микроорганизмов, минерализующих гумус. Урожай в 25,7 и 24,8 ц/га соответственно формируется как за счет минерализации свежих растительных остатков, так и органического вещества почвы.

4. Действие изученных почвозащитных и разноглубинных мелиоративных способов и приемов основной обработки на эколого-микробиологическое состояние является пролонгированным и прослеживается на 2-й и 3-й юды в агроценозах донника и картофеля.

5. Растительные остатки предшествующей культуры севооборота определяют ход микробной сукцессии актиномицетов, микроскопических грибов и минерализующих гумус микроорганизмов - групп микробоценоза, участвую- ' щих в минерализации трудноразлагаемого органического вещества при всех ( изученных способах основной обработки почвы. Микроорганизмы, использующие органический и минеральный азот, целлюлозоразрушающие и спо-рообразующие микроорганизмы реагируют на способ основной обработки * почвы, независимо от предшественника только в 1-й год ее действия.

6 Внесение аммофоса (М60Р«>) во всех изученных вариашах обработки почвы способствует наряду с ускорением процессов микробной деструкции растительных остатков увеличению в 2-4 раза численности микроорганизмов, минерализующих гумус. Прибавка урожая на 4,3 - 11,7 ц/га обеспечивается питательными элементами, освобождающимися при мобилизации свежих растительных остатков и органического вещества почвы

7 Использование сульфата цинка для предпосевной обработки семян определяет изменения в функционировании микробного комплекса почвы агроце-ноза при всех изученных способах и приемах основной обработки Прибавка урожая на 3,6 - 5,3 ц/га формируется как за счет ускорения процессов минерализации растительных остатков микроорганизмами, так и непосредственного действия сульфата цинка на растения.

Результаты работ опубликованы:

1. Полонская Д Е , Золотухин Г.Е., Боер И.В. Возможности оптимизации мобилизационных процессов в агроценозах чернозема выщелоченного Красноярской лесостепи // Микроорганизмы в сельском хозяйстве: Тез. докл. IV Все-рос. конф. - Пущино: РАН, 1992 -С. 164.

2 Полонская Д.Е , Воронова Н.Г., Боер И.В. Биоиндикация почв агроэкосистем Красноярской лесостепи // Актуальные проблемы биологии. - Красноярск' Изд-во КГУ, 1994. - С. 10-11.

3. Polonskaya J., Boer I. Complex of soil microorganisms and agroecosystems state // Abstr. of paper of 11-th IFOAM Intern. Sei. Conf., Denmark, Copenhagen, 1996.-p.144.

4 Полонская Д E., Боер И.В., Золотухин Г.Е. Комплекс почвенных микроорганизмов как возможный критерий для оценки состояния агроэкосистем // Здоровье общества и безопасность жизнедеятельности: Тез. докл. Всерос. конф. - М., 1998. - С. 255-256.

5. Полонская Д.Е., Золотухин Г.Е., Боер И.В. Биоиндикация состояния почв сельскохозяйственных территорий Красноярского края // Контроль и реабилитация окружающей среды: Тез. докл. Междунар. симпоз. - Томск: СО РАН, 1998.-С. 121-122.

6. Боер И.В., Золотухин Г.Е., Полонская Д.Е. Микробиологические показатели как критерий оценки воздействия способов обработки почв // Материалы межд. конф. по наблюдению за состоянием окружающей среды, моделированию и информационным системам как средствам устранения региональных загрязнений. - Томск: СО РАН, 2002. - С. 94-96.

7 Боер И В , Полонская Д.Е. Уплотнение почв и микробиологическая активность в агроценозах // Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов: Мат-лы Всерос. науч.-практ конф. - Красноярск, 2003. - С. 251252.

8. Боер И.В , Полонская Д.Е Роль микроэлементов в развитии почвенного микробоценоза // Аграрная наука на рубеже веков' Тезисы докл Всерос. науч -практ конф. - Красноярск, 2003. - С. 9-10

Подписано в печать 01 10.03 Формат 60x84/16

Заказ № 1334 Тираж 100 экз.

Лицензия на издательскую деятельность № 020605 от 23.07.97 г

Издательский центр Красноярского государственного аграрного университета

660017, Красноярск, ул Ленина, 117

РНБ Русский фонд

2006-4 4716

i »

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Боер, Ирина Владимировна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы 9 1.1. Способы обработки почв и изменение условий функционирования микробоценозов в них.

1.2 Влияние агротехнических приемов на состояние микробоценоза почв.

Глава 2. Объект и методы исследования

2.1. Почвенно-климатические условия и особенности района исследований.

2.2. Объекты исследования.

2.3. Методы исследования.

Глава 3. Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи.

3.1.Влияние почвоводоохранных способов обработки почв на микро-боценоз.

3.1.1. Особенности функционирования микробоценозов пахотных выщелоченных черноземов, находящихся в состоянии гомеостаза.

3.1.2. Особенности функционирования микробоценозов пахотных выщелоченных черноземов с признаками нарушения гомеостаза.

3.2. Влияние мелиоративных способов обработки почв на микробо-ценозы пахотных черноземов.

3.3. Реакция микробного комплекса выщелоченного чернозема на уплотнение пахотного слоя.

3.4. Реакция почвенного микробного сообщества на внесение мине* ральных удобрений при различных способах основной обработки.

3.4.1. Влияние минеральных удобрений на микробоценоз выщелоченного чернозема при почвоводоохранных способах обработки.

3.4.2. Влияние минеральных удобрений на микробоценоз выщелоченного чернозема при мелиоративных способах обработки.

3.5. Реакция почвенного микробного сообщества на обработку семян сульфатом цинка при различных способах обработки почв.

3.5.1. Влияние сульфата цинка на микробоценоз выщелоченного чернозема при почвоводоохранных способах обработки.

3.5.2. Влияние сульфата цинка на микробоценоз выщелоченного чернозема при мелиоративных способах обработки.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи"

Актуальность проблемы. Одной из глобальных задач в XXI в., сформулированной на Международной конференции по окружающей среде в Рио-де-Жанейро, является разработка и освоение модели устойчивого развития биосферы. В связи с этим актуальным является создание моделей устойчивого развития сельского хозяйства и в значительной степени земледелия, объектом которого является почва и почвенный покров (Булгаков, 2002). Устойчивость почвы - это ее способность сохранять свойственный ей характер процессов и режимов в условиях действующих возмущений и присущий ей уровень продуктивности или плодородия (Кудряшова, 2002), а также структурно-функциональную организацию и свойства при антропогенных воздействиях противостоять деградационным процессам (Хмелев, 2002).

В конце XX столетия практически во всех почвах нашей страны применялись зональные системы земледелия, которые являлись высшей формой выражения наукоемких технологий и носили интенсивный характер. Несмотря на достигнутые положительные результаты их освоения, в результате несбалансированного и нерационального внедрения этих систем в различных регионах страны и недооценка законов развития природы, т.е. несоответствие агропромышленного производства местным экологическим условиям (Едимеичев, 1996) выяснились негативные факты. Во-первых, мощные и длительные шаблонные нагрузки на агроландшафты, приводили к потере потенциальной продуктивности, а иногда и к экологическому кризису (Сатаров, 1996). Во-вторых, зональные системы земледелия были ориентированы на среднемноголетние (до 50 лет) агроклиматические параметры, которые не обеспечивали стабильности земледелия и экономической эффективности производства, особенно в острозасушливые годы (Власенко, 2002). И, наконец, земледелие базировалось на устаревших теоретических положениях, не уделявших внимания принципам экологической устойчивости и природоохранной направленности (Кислых, 2002).

Вследствие этого процессы деградации гумуса охватили даже такие экологически устойчивые почвы, как черноземы (Туев, 1989), которые представляют собой эталонный образец устойчивости и самовоспроизводимого плодородия и, по данным С.Г. Якубенко (2002), все активнее трансформируются под влиянием естественных и антропогенных процессов.

В агроландшафтах уровень гумификационных процессов снизился в 1,5

- 2 раза по сравнению с экстенсивным земледелием. Ускоренная минерализация и быстрое возникновение в почвах дефицита свежего органического вещества значительно усилили микробиологическую нагрузку на гумус, что привело к более интенсивному его разложению (Туев, 1989). Уже в те годы вопрос регулирования биологических процессов в обрабатываемых почвах приобрел первостепенную важность.

Поскольку на образование 1 см гумусового слоя уходит 100 - 400 лет, почву относят к невозобновляемым природным ресурсам (Ванин и др., 1985). За последние 100 лет человечество лишилось половины (2 млрд. га) плодородных земель, и в настоящее время ежегодные потери от эрозии составляют 6-7 млн. га. В бывшем СССР каждый второй гектар сельхозугодий являлся эродированным и эрозионно-опасным. По сведениям А.Н. Каштанова (1987), эрозия

- основной фактор потерь урожая (до 30 % и более). Эрозия лишает почву верхних гумусовых горизонтов, в которых сосредоточено почвенное плодородие.

В лесостепи Средней Сибири, по данным В.В. Чупровой (2003), за последние 150 лет минерализация почвенного органического вещества достигла 43 %. Кроме того, значительная антропогенная нагрузка на почвенный покров Средней Сибири вызывает в последнее десятилетие развитие в почвах многих негативных явлений и ухудшение их экологического состояния (Горбачев, 2002). Широкий набор деградационных явлений в почвенном покрове Средней Сибири требует разработки почвоохранных и ресурсосберегающих технологий использования сельскохозяйственных угодий, учитывающих особенности конкретного агроландшафта (Горбачев, 2002).

Основными причинами снижения содержания гумуса в почвах в результате повышения интенсификации сельского хозяйства являются сокращение поступления в почвы агроценозов растительных остатков и преобладание процессов минерализации органического вещества над процессами его гумификации. Ведущая роль среди факторов, формирующих плодородие почв, принадлежит биохимической деятельности микроорганизмов, поскольку почвенный микробоценоз принимает участие в формировании практически всех агрономически ценных свойств почвы (Туев, 1989).

Изменение современного земледелия путем его экологизации и биологи-зации возможно на основе представления о ландшафте, оптимального воздействия на него. Агроландшафты разные по устойчивости к антропогенным нагрузкам требуют научных знаний о природных компонентах геокомплексов и их взаимодействии, соответствующего статуса севооборота, организации территории, почвоводоохранной обработки почвы (Едимеичев, 1996).

При смене приоритетов в земледелии и переходе от зональных к адаптивно-ландшафтным системам земледелия становится еще более актуальной проблема управления почвенным плодородием, установление критериев разумных пределов вмешательства, строго индивидуальных для каждого типа почв агроэкосистем, чтобы не допустить распада их как систем экологических. Ресурсосбережение, включающее обоснование допустимой интенсивности обработки почв с учетом использования биологических факторов повышения почвенного плодородия, т.е. почвенных микроорганизмов, знаний о функционировании микробоценозов почв в процессах мобилизации питательных веществ является необходимым условием такой системы земледелия. Цель работы - изучение влияния агротехнических приемов на состав и динамику основных групп почвенных микроорганизмов, и их активность в процессах мобилизации питательных веществ в черноземе выщелоченном агроценозов Красноярской лесостепи. Основные задачи исследования:

1. Определить состав комплекса почвенных микроорганизмов и сукцессию микробных ассоциаций в агроценозах чернозема выщелоченного при глубоких почвозащитных и разноглубинных мелиоративных способах основной обработки почв.

2. Установить уровень активности почвенных ферментов, участвующих в трансформации соединений углерода и азота.

Научная новизна

Практическая ценность

Апробация работы. Материалы диссертации представлены в 8 публикациях, а также доложены и обсуждены: на IV Всероссийской конференции «Микроорганизмы в сельском хозяйстве» (Пущино-на-Оке, 1992); на конференции профессорско-преподавательского состава КрасГАУ (Красноярск, 1993); на 1-м Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 1998); на Ш-м Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 2002); на Всероссийской научно - практической конференции «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2003); на Всероссийской научно - практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2003). Структура работы.

Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, содержит 15 таблиц, 27 рисунков, 8 приложений. Список литературы включает 197 наименований, в том числе 6 зарубежных авторов.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Боер, Ирина Владимировна

Выводы

1. В условиях Красноярской лесостепи осенняя безотвальная обработка плугом чизельным ПЧ-4,5 на глубину 40 - 45 см и плугом со стойкой СибИМЭ на глубину 30 - 35 см в 1-ый год действия в агроценозе пшеницы с подсевом донника в начале вегетационного сезона приводит к увеличению численности актиномицетов, бацилл, целлюлозоразрушающих микроорганизмов и микроскопических грибов в микробном комплексе в 3,9, 2,5, 5 и 5 раз соответственно, по сравнению с контролем (вспашка, 22 см). Это свидетельству» ет о смещении пика активности процессов деструкции растительных остатков предшествующей культуры севооборота на более ранние сроки и привоi дит к улучшению режима доступного фосфора, повышению нитрификаци-онной способности почвы до 17,2 мг N-N03 / кг почвы и активности инвер-тазы до 0,96 мг глюкозы / 5 г почвы.

2. Обработка пахотных черноземов плугом чизельным ПЧ-4,5 на глубину 40 -45 см не способствует увеличению численности микроорганизмов, минерализующих гумус, в микробном комплексе почв агроценоза пшеницы с подсевом донника, находящихся как в состоянии стресса, так и гомеостаза. Урожай в 26,7 ц/га формируется за счет процессов деструкции свежих растительных остатков.

4 4. Действие изученных почвозащитных и разноглубинных мелиоративных способов и приемов основной обработки на эколого-микробиологическое состояние является пролонгированным и прослеживается на 2-ой и 3-ий годы в агроценозах донника и картофеля.

5. Растительные остатки предшествующей культуры севооборота определяют ход микробной сукцессии актиномицетов, микроскопических грибов и минерализующих гумус микроорганизмов - групп микробоценоза, участвующих в минерализации трудноразлагаемого органического вещества при всех изученных способах основной обработки почвы. Микроорганизмы, использующие органический и минеральный азот, целлюлозоразрушающие и спо-рообразующие микроорганизмы реагируют на способ основной обработки почвы, независимо от предшественника только в 1-ый год ее действия.

6. Внесение аммофоса (Ы60Рбо) во всех изученных вариантах обработки почвы способствует наряду с ускорением процессов микробной деструкции растительных остатков увеличению в 2 - 4 раза численности микроорганизмов, минерализующих гумус. Прибавка урожая на 4,3 - 11,7 ц/га обеспечивается питательными элементами, освобождающимися при мобилизации свежих растительных остатков и органического вещества почвы.

7. Использование сульфата цинка для предпосевной обработки семян определяет изменения в функционировании микробного комплекса почвы агроце-ноза при всех изученных способах и приемах основной обработки. Прибавка урожая на 3,6 - 5,3 ц/га формируется как за счет ускорения процессов минерализации растительных остатков микроорганизмами, так и непосредственного действия сульфата цинка на растения.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Боер, Ирина Владимировна, Красноярск

1. Агрономическая микробиология / Под ред. Муромцева Г.С. - М.: Колос.- 1976. -312 с.

2. Александрова JT.H. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации." Л.: Наука.- 1980. 286 с.

3. Ананьева Н.Д., Благодатская Е.В., Демкина Т.С. Оценка устойчивости микробных комплексов почв к природным и антропогенным воздействиям // Почвоведение. 2002. - № 5. - С. 580-587.

4. Андреюк Н.А., Путинская Г.А., Дульгеров А.Н. Почвенные микроорганизмы и интенсивное землепользование. Киев: Наук, думка, 1988. - 192 с.

5. Антонец С.С. Новое в бесплужной обработке почвы // Земледелие. 1989. -№1,- С.38-40.

6. Аристовская Т.И. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1980. - 187 с.

7. Аристовская Т.В. Микробиологические аспекты плодородия почв // Почвоведение. 1988. - № 9. - С 53-63.

8. Артамонова B.C. Структурно-функциональная организация сообществ фото-трофных микроорганизмов в целинных почвах Сибири // Почвоведение. -1994. № 12. - С. 57-64.

9. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: изд. МГУ, 1983. - С. 143 - 146. Ю.Базилинская М.В. Управление биологической активностью почв // Земледелие.-1989.-№5.-С 36-37. П.Бараев А.И. Почвозащитное земледелие. М., 1977. - 280 с.

10. Бекетов А.Д. Земледелие Красноярского края: Учебное пособие. Красноярск: КГУ, 1984.-336 с.

11. Бекетов А.Д. Земледелие Восточной Сибири. Учебное пособие. Красноярск: КГУ, 1991.- 189 с.

12. Бекетова О.А. Агрофизические свойства почвы в зависимости от приемов основной обработки // Плодородие почв и агротехника сельскохозяйственных культур в Восточной Сибири. Новосибирск, 1990. - С. 159 - 164.

13. Белоусов А.А. Кинетика минерализации органического вещества при внесении соломы в почву // Органическое вещество почвы и урожай: Сб. науч. работ мол. ученых / Красноярск: Краснояр. Гос. Аграр. Ун-т.- 2000. С. 5 - 18.

14. Берестецкий О.А. Актуальность и практическая значимость микробиологических исследований в решении проблем повышения плодородия почв. JL: Тр.ВНИИСХМ. - 1986. - Т. 56. - С. 5 - 13.

15. Берестецкий О.А., Возняковская Ю.М., Доросинский JI.M., Круглов Ю.В., Муромцев Г.С., Тарвис Т.В., Туев Н.А., Чундерова А.И. Биологические основы плодородия почв. М.: Колос, 1984. - 287 с.

16. Бирюкова Л.Б. Микробиологические процессы в дерново-подзолистых почвах Полесья УССР под влиянием антропогенных факторов. 1986. - 17 с.

17. Боер И.В., Полонская Д.Е. Уплотнение почв и микробиолоическая активность в агроценозах // Достижения науки и техники развитию сибирских регионов: Мат-лы Всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск, 2003. - С. 251 - 252.

18. Боер И.В., Полонская Д.Е. Роль микроэлементов в развитии почвенного мик-робоценоза // Аграрная наука на рубеже веков: Тезисы докл. Всерос. науч.-практ. конф. Красноярск, 2003. - С. 9-10.

19. Большой практикум по микробиологии / Т. Селибер. М.: Высшая школа, 1962.-491 с.

20. Бондарев А.Г., Русанов В.А., Поляк А.Я. Проблема обостряется // Земледелие. 1985.-№2.-С. 23-25.

21. Борисова Т.С., Меркушева М.Г. Устойчивость микробоценоза каштановых почв Селенгинского среднегорья (Забайкалье) к дефляции. / Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002.-518 с.

22. Бугаков П.С., Горбачева С.М., Чупрова В.В. Почвы Красноярского края. -Красноярск: Красноярское книжн. изд., 1981. 128 с.

23. Булгаков Д.С. Концепция агроэкологической оценки почв земледельческой территории // Почвоведение. 2002. - № 6. - С. 710-714.

24. Бучкина Н.П., Соан Б.Д. Международная конференция «Устойчивое управление органическим веществом почв». 2001. - С. 54 - 57.

25. Власенко А.Н., Каличкин В.К., Филимонов Ю.П., Иодко J1.H. Экологизация почвообработки и энергосбережения в условиях юга Западной Сибири // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2002. -№1-2.-С.3-12.

26. Возняковская Ю.М., Попова Ж.П., Кордюнов Ю.Ф., Лощинина Л.П., Круглов Ю.В. Микробиологические аспекты плодородия черноземов Поволжья // Почвоведение. -1990. -№ 7. -С. 67 74.

27. Вольнов В.В. Минимальная обработка почвы на склонах Алтая. // Земледелие. -1998.-№4.-С. 8.

28. Володин В.М., Матюсенко Н.П., Юринская В.Ф. Изменение состава гумусовых веществ и биологической активности эродированных черноземов при миними-лизации обработки. // Вестн. сельскохозяйственной науки. 1988, - № 2. - С. 55 -59.

29. Воронин А.И. Переуплотнение почвы снижает эффективность орошения // Земледелие. -1985. -№ 2. С. 31 - 32.

30. Вражнов А.В., Шиятый Е.И. Оптимизация систем обработки почвы на Южном Урале // Земледелие. -2000 . -№ 5. -С 16-17.

31. Галеева JI.П. Устойчивость плодородия почв северной части Приобъя В условиях антропогенного воздействия. // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск. -2002.-518 с.

32. Гамзиков Г.П., Кулагина М.Н. Изменение содержания гумуса в почвах в результате сельскохозяйственного использования. М.:ВНИИТЭИ агропром. -1992.-С. 5-7.

33. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А. Легкоразлагаемое органическое вещество и эффективное плодородие почв//Земледелие. -1995. -№ 1 -С. 10-12.

34. Гельцер Ю.Г. Биологическая диагностика почв. Изд-во МГУ. 1986. - 82 с.

35. Глухих М.А., Собянин В.Б. Обработка почвы в Зауралье // Земледелие. 2000. -№ 5.-С. 7.

36. Горбачев В.Н., Карпенко В.Д., Карпенко Л.В. Патология почв Средней Сибири // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск. - 2002.-518 с.

37. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. Мир, 1976. - 134 с.

38. Громов А.А., Заводчикова Л.Д. Экологический эффект обработки почв // Земледелие. -1991.- № 7 -С. 36-37.

39. Гулидова В.А. Оптимизация обработки почвы в севообороте с рапсом // Земледелие. 1999. -№ 5. -С. 28.

40. Данилова А.А. Изменение микробного комплекса почвы при минимизации обработки и применении пестицидов // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002.-518 с.

41. Добровольская Т.Т., Лысак Л.В., Звягинцев Д.Г. Почвы и микробное разнообразие // Почвоведение. 1996. - № 6. - С. 699 - 704.

42. Дульгеров А.Н., Серая Л.И. Микробиологическая активность и деструкция органических веществ интенсивно возделываемых почв. // Микробиологическая деструкция органических остатков в биогеоценозе. Тезисы докладов. -М., 1987. -С. 14-16.

43. Едимеичев Ю.Ф. Проблемы минимальной обработки почвы в адаптивно-ландшафтных системах земледелия Восточной Сибири // Адаптивный подход в земледелии, селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур в Сибири. Новосибирск. 1996. - С. 135 - 136.

44. Едимеичев Ю.Ф., Дмитриева В.Е. Минимальная обработка почвы в Красноярском крае // Земледелие и селекция в Приенисейской Сибири. Красноярск. -1996.-С. 83-90.

45. Ершов BJ1. В лесостепи западной Сибири // Земледелие. 1989. - № 6 - С.64.

46. Жуков А.И. Оптимальное содержание лабильного гумуса // Земледелие. 1990. - № 12.-С. 38-40.52.3ахарченко А.В., Кираев Р.С. Регулирование плодородия лесостепных черноземов в системах земледелия Южного Урала // Известия ТСХА. 2002. - № 3. -С. 42 - 67.

47. Звягинцев Д.Г. Влияние диспергирования почвы и десорбции микроорганизмов на их количественный учет чашечным методом // Почвоведение. -1966. -№7.-С. 65-71.

48. Звягинцев Д.Г. Деструкция органического вещества в почве // Микробиологическая деструкция органических остатков в биогеоценозе. Тезисы докладов. -М., 1987. С. 42-44.

49. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во МГУ. 1987. - 256 с.

50. Звягинцев Д.Г., Кожевин П.А., Малахов В.В. Экологические проблемы в почвенной микробиологии // Журнал общей биологии. 1972. - т.37. - № 5. - С. 691 -707.

51. Звягинцев Д.Г., Асеева И.В. Методы почвенной микробиологии и биохимии. -М.: МГУ, 1980.- 122 с.

52. Инструментальные методы в почвенной микробиологии // Е.И Андреюк. — Киев: Наукова думка, 1982. С. 161-165.

53. Карамшук З.П. Микробиологические основы почвозащитного земледелия. -Алма-Ата: Наука, 1989.-200 с.

54. Картамышев Н.И. Стратегия и тактика земледелия в рыночных отношениях // Земледелие. 1999. - № 1. - С. 10-12.

55. Картамышев Н.И., Герасимов М.Н. Вновь о дифференциации корнеобитаемого слоя почвы // Земледелие. 1989. - № 5 - С. 33-35.

56. Каштанов А.Н., Шатилов И.С., Кирюшин В.И. Системы земледелия в засушливых районах // Обеспечение устойчивого развития сельскохозяйственного производства и борьба с засухой М.: ВО Агропромиздат. 1988. - С. 71 - 116.

57. Кислых Е.Е., Щербаков А.П. Перспективы экологизации земледелия Мурманской области // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002.-518 с.

58. Клевенская И.Л. Микрофлора черноземов Сибири // Микрофлора почв северной и средней части СССР. М., 1966. -С. 250-274.

59. Кожевин П.А., Кочкина Г.А., Ягодина Т.Г., Звягинцев Д.Г. О критериях микробной сукцессии в почвах // Микробиология. 1980, - Т.49, вып. 2.- С. 335 -342.

60. Комов Н.В., Лойко П.Ф., Жиров А.А. О мерах по предотвращению деградации почв России // Почвоведение. 1994. - № 10. - С. 5-10.

61. Косинова Л.Ю., Гантимурова Н.И., Танасиенко А.А. Влияние эрозии на микробные сообщества черноземов Западной Сибири // Почвоведение. 1993. - № 8. - С. 72-80.

62. Косолапов Е.Л., Савельев Ю.А. Снижение уплотнения почвы // Земледелие. -1989. № 6. - С. 65.

63. Косьянчук В.П., Мирошин В.М. Разноглубинная обработка окультуренной почвы // Земледелие. 1999. - № 4. - С. 6.

64. Кошкин П.Д. Эффективность разных систем основной обработки почвы // Земледелие. 1997. - № 2. - С. 21-23.

65. Кошкин П.Ф. Биологическая активность и пищевой режим почвы в зависимости от предшественников и приемов основной обработки под озимую рожь // Приемы повышения урожайности зерновых культур. Пермь. 1994. С. 12-22.

66. Красильников Н.А. Методы изучения почвенных микроорганизмов и их метаболитов. М.: МГУ, 1966. - 216 с.

67. Круглов Ю.В., Перцева А.Н., Соснин Н.А. Васьковская Г.С. Изменение микробиологических показателей в почве при различных способах содержания пара // Почвоведение. 1979. - № 8. - С. 83-87.

68. Кудряшова С.Я. Использование показателя плотности (объемной массы) для оценки устойчивости почв. // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002.-518 с.

69. Кураченко H.JI. Содержание водорастворимого углерода в водопрочных агрегатах почв Приенисейской Сибири // Органическое вещество почвы и урожай: Сб. науч. работ мол. ученых / Краснояр. Гос. Аграр. Ун-т.- Красноярск, 2000. -С. 19-24.

70. Кутовая Н.Я. Влияние длительной обработки почвы на микробиологические процессы на обыкновенном черноземе // Труды Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии. Ленинград, 1988 Т. 58. - 1988. - С 78-81.

71. Ли Т. Особенности микробных сукцессий в засоленных агроценозах // Аграрная наука. 2002. - № 9. - С. 14-15.

72. Листопадов И.Н., Шапошникова И.М. Плодородие почвы в интенсивном земледелии. М.: Россельхозиздат, 1984. 208 с.

73. Лисунов В.В. Обработка почвы в зональных системах земледелия Красноярского края // Земледелие и селекция в Приенисейской Сибири. Красноярск, 1996.-С. 91-114.

74. Лисунов В.В. Обработка почвы в Восточной Сибири // РАСХ. Сиб. Отд-ие Краснояр. НИИСХ.- Новосибирск, 2002.-276 с.

75. Лыков A.M., Кауричев И.С., Сидоров М.И., Глазовская М.А. Современные системы земледелия: послесловие и дискуссии // Земледелие. 1990. - №10.-С. 24-29.

76. Майборода Н.М. Почвы, удобрения и урожай. Красноярск: Университет, 1982.216 с.

77. Марфенина О.В. Микологический мониторинг почв: возможности и перспективы // Почвоведение. 1994. - № 1. - С. 75 - 80.

78. Мелашич А.В., Мацков П.В. Основная обработка почвы при биологизации орошаемого севооборота // Земледелие. 1999. - № 5. - С. 31-32.

79. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Эколого-биологическая оценка применения средств химизации на различных типах почв // Почвоведение. 1995. -№ 8. - С. 1011 -1021.

80. Мирчинк Т.Г. Почвенные грибы как компонент биогеоценоза // Почвенные организмы как компонент биогеоценоза. М.: Наука, 1984. - С. 114-130.

81. Мишустин Е.Н. Географический фактор, почвенные типы и микробное население // Микрофлора почв северной и средней части СССР. М., 1966. -С. 3-23.

82. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. М.: Наука, 1972.-57 с.

83. Мишустин Е.Н. Ассоциация почвенных микроорганизмов. М.: Наука, 1975.

84. Мишустин Е.Н. Зоны природы В.В. Докучаева и их отражение в ценозах почвенных микроорганизмов // Почвоведение. 1983. - № 6. - С. 22-38.

85. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 1987. -267 с.

86. Мишустин Е.Н., Мирзоева В.А., Громыко Е.П. Микрофлора черноземных почв // Микрофлора почв северной и средней части СССР. М., 1966. -С. 215250.

87. Мишустин Е.Н., Мурзаков Б.Г. В.Р. Вильяме и развитие биологического аспекта в почвоведении // Почвоведение. 1989. - № 1. - С. 94 - 109.

88. Михновская А.Д., Кириченко Т.П., Панченко В.Ф. Микробиологические процессы трансформации органического вещества при различных системах обработки чернозема типичного // Почвоведение. 1992. - № 8. - С. 59-66.

89. Муромцев Г.С. К вопросу об использовании труднорастворимых фосфатов почвенными микробами // Докл. ВАСХНИЛ. 1955. Вып. 5. - С. 35 - 42.

90. Мухортова Л.В. Состав и динамика лабильного органического вещества под лесными культурами // Органическое вещество почвы и урожай: Сб. науч. работ мол. ученых. Красноярск, Краснояр. Гос. Аграр. Ун-т. - 2000. - С. 49 - 59.

91. Назарова А.В. Исследование гуминовых кислот методами ИК спектроскопии. Научные труды Ленинградского с/х института. 1977. - Т. 269. -186 с.

92. Наплекова Н.Н. Аэробное разложение целлюлозы микроорганизмами в почвах Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1974. - 249 с.

93. Никитишен В.И. Изменение плодородия серых лесных почв ополий под влиянием длительного внесения удобрений // Почвоведение. 2002. - № 2. - С. 205-215.

94. Никифоренко Л.И. Безотвальная обработка и гумусовое состояние эродированного чернозема // Земледелие. 1989. - № 3. - С. 27-29.

95. Никульников И.М., Безлер Н.В., Боронтов O.K. Ферментативные процессы в почве и урожайность сахарной свеклы // Земледелие. 2000. - № 1. - С. 24 -25.

96. Олексенко Ю.Ф. Прикатывание почвы повышает урожай // Земледелие. -1991.-№6.-С. 59-60.

97. ИЗ. Орлов Д.С., Шульман Ю.А., Юхнин А.А. ИК спектры гуминовых кислот // Органическое вещество целинных и освоенных почв. - М., Наука, 1972. - С. 49 -59.

98. Основные микробиологические и биохимические методы исследования почвы (методические рекомендации) // Ю.М. Возняковская. Л.: ВНИИСХМ, 1987.-47 с.

99. Перфильев Н.В. Основная обработка и гумусовое состояние темно-серых лесных почв Северного Зауралья // Земледелие. 1995. - № 5. - С. 8-9.

100. Плишко М.К., Биткжова Л.Б., Коломиец Н.В. Гумусное состояние и микробиологическая активность серой лесной почвы при различных системах ее обработки //Почвоведение. 1992. - № 12. - С. 35-43.

101. Подколзин А.И. Состояние и пути повышения плодородия почв Ставрополья // Земледелие. 2000. - № 4. - С. 20.

102. Полонская Д.Е. Микробиологическая характеристика выщелоченного чернозема в агроценозах Красноярского края // Агротехника сельскохозяйственных культур в Восточной Сибири. Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1989. - С. 102-109.

103. Полонская Д.Е. Микробиологические процессы и эффективное плодородие почв в агроценозах Красноярской лесостепи. Красноярск: Краснояр. Гос. Аг-рар. Ун-т. 2002. - 102 с.

104. Полонская Д.Е., Воронова Н.Г. Направленность микробиологических процессов в черноземе выщелоченном Красноярской лесостепи при различном сельскохозяйственном использовании. Биодинамика почв. III Всесоюзн. сим-поз. // Тез. Докл Таллинн, 1988. С. 129.

105. Полонская Д.Е., Воронова Н.Г. Биологическая активность выщелоченного чернозема Красноярской лесостепи // Плодородие почв и его воспроизводство в земледелии Восточной Сибири. Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1989. - С. 116-123.

106. Полонская Д.Е. Топтыгина А.А. Влияние способов основной обработки на микробиологические процессы и качество урожая пшеницы // Плодородие почв и агротехника сельскохозяйственных культур в Восточной Сибири. Новосибирск, 1990. - С. 39 - 45.

107. Полонская Д.Е., Золотухин Г.Е., Боер И.В. Возможности оптимизации мобилизационных процессов в агроценозах чернозема выщелоченного Красноярской лесостепи // Микроорганизмы в сельском хозяйстве: Тез. докл. IV Всерос. конф. Пущино: РАН, 1992. - С. 164.

108. Полонская Д.Е., Воронова Н.Г., Боер И.В. Биоиндикация почв агроэкоси-стем Красноярской лесостепи // Актуальные проблемы биологии. Красноярск: Изд-во КГУ, 1994. - С. 10-11.

109. Полонская Д.Е., Боер И.В., Золотухин Г.Е. Комплекс почвенных микроорганизмов как возможный критерий для оценки состояния агроэкосистем // Здоровье общества и безопасность жизнедеятельности: Тез. докл. Всерос. конф. -М., 1998.-С. 255-256.

110. Полонская Д.Е., Золотухин Г.Е., Боер И.В. Биоиндикация состояния почв сельскохозяйственных территорий Красноярского края // Контроль и реабилитация окружающей среды: Тез. докл. Междунар. симпоз. Томск: СО РАН, 1998.-С. 121-122.

111. Полуэктов Е.В. Борьба с эрозией и дефляцией при их совместном применении // Земледелие. 1989. - № 6. - С. 28-31.

112. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Сравнительное изучение принятых в СССР схем определения группового и фракционного состава гумуса // Почвоведение. 1972. - № 7. - С. 73 - 85.

113. Путилин А.Ф., Танасиенко А.А. Современная деградация обрабатываемых склоновых земель юго-востока Западной Сибири // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002.-518 с.

114. Разработка проектов внутрихозяйственного землеустройства и систем земледелия на ландшафтно-экологической основе для лесостепи Красноярского края: Метод. Пособие / Сост. Ю.Ф. Едимеичев, Ю.А. Лютых. Новосибирск, 2002. - С. 224.

115. Репа JI.В. Влияние почвозащитной обработки в зернопропашном звене севооборота на агрофизические свойства почвы // Плодородие почв и агротехника сельскохозяйственных культур в Восточной Сибири. Новосибирск, 1990. -С. 164-168.

116. Романов В.Н., Туранова Л.К., Смолина Н.А. Биологическая активность почв при разных способах основной обработки в системе севооборота // Плодородие почв и его воспроизводство в земледелии Восточной Сибири. Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1988.-С 105-110.

117. Романов О.В., Макарова Н.Л. Изменение агрофизических свойств почв при частичной потере гумуса // Земледелие. 1992. - № 7. - С. 20-21.

118. Рубин Б.А. Курс физиологии растений. М.: Изд-во «Высшая школа», 1971. -671 с.

119. Руссель С. Микроорганизмы и жизнь почвы. М.: Колос, 1977. - С. 131 -134.

120. Рябов Е.И. Совершенствование систем земледелия продолжается // Земледелие. 1999. - № 4. - С. 17-18.

121. Рябов Е.И. Теория и технология минимальной обработки почвы // Земледелие. 1990.-№ 1.-С. 27-31.

122. Саласин Б.Н., Зезин Н.Н. Почвозащитная технология возделывания культур на Среднем Урале // Земледелие. 2002. - № 6. - С. 18 - 19.

123. Салигиев Л.И. Оригинальная система минимальной обработки почвы // Земледелие. № 4. - 1998. - С. 6.

124. Самсонова В.П., Локалина Т.В. Пространственная неоднородность численности микроорганизмов в пахотной дерново-подзолистой почве // Вестник Московского университета, серия «Почвоведение». 2000. - № 3. - С. 28 - 31.

125. Саранд Р.А. Уплотнение почвы и микроорганизмы // Материалы республиканского совещания. Вильнюс, 1978. - С. 308.

126. Саранин К.И., Коновалова К .Я. Влияние различных приемов основной обработки на агротехнические свойства почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур // Новые приемы агротехники полевых культур. М., 1974. -Вып. 33.-С. 12-21.

127. Сдобников С.С. Мобильные формы гумуса и плодородие осушаемой почвы // Земледелие. 1993. - № 2. - С. 7-8.

128. Сдобников С.С., Беспамятный В.И. Плотность почвы как показатель ее плодородия // Земледелие. 2000. - № 2. - С. 12.

129. Семионова Н.А., Лысак Л.В., Горленко М.В., Звягинцев Д.Г. Структурно-функциональное разнообразие бактериальных комплексов различных типов почв //Почвоведение. 2002.- № 4. - С. 453-464.

130. Сидоров М.И. И плуг, и плоскорез // Земледелие. 1989. - № 6.- С. 21-25.

131. Слесарев В.Н. Учитывать устойчивость почвы к механическому воздействию // Земледелие. 1985. - № 2. - С. 27 - 29.

132. Смирнов Б.А. Поверхностно-отвальная обработка почвы // Известия ТСХА, 2002. -№3. С. 3-24.

133. Смуров С.И. Научное обоснование системы безотвальной обработки почвы // Земледелие. 1999. - № 2. - С. 17.

134. Степина Т.А. Биологическая активность почв Воркутинской тундры // Почвоведение. 1978. - № 10. - С. 59-64.

135. Стефурак В.П., Усатая А.С., Фрунзе Н.И., Катрук Э.А. Биологическая активность почв в условиях антропогенного воздействия. — Кишинев, 1990. 214 с.

136. Сулейманов С.М., Бегметов Р. Глубокое рыхление и плантажная вспашка // Земледелие. 1989. - № 2. - С. 68-69.

137. Сэги Й Методы почвенной микробиологии. М.: 1983. - 56 с.

138. Танделов Ю.П. Плодородие почв и эффективность удобрений в Средней Сибири. М.: Изд-во МГУ, 1998.-302 с.

139. Тарасюк В.В. Влияние глубокого мелиоративного рыхления на водно-физические свойства черноземов степной зоны Красноярского края // Плодородие почв Восточной Сибири. Новосибирск, 1991. - С. 37 - 42.

140. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. М.: Колос, 1993.-232 с.

141. Толесса JT.E. Последействие минеральных удобрений на почвенные бактерии дерново-подзолистой почвы. // Междунар. конф. студ. и аспирантов по фундам. наукам «Ломоносов 96», Тез. докл.: Почвоведение. - М., 1996.- С. 24.

142. Толесса Л.Е. Влияние минеральных удобрений на разнообразие почвенных микроорганизмов в почвенной агросистеме. IV Молод, научн. конф. Ин-та биол. «Актуал. пробл. биол.» // Прогр. и тез. Сыктывкар, 1996. С 125.

143. Туев Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования. М.: ВО Аг-ропромиздат, 1989. - 240 с.

144. Туев Н.А. Проблема гумуса и его воспроизводство в интенсивном земледелии // Труды Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии. Т.58. - 1988. - С. 45-68.

145. Тулайков Н.М. Критика травопольной системы земледелия // Избр. Произв. М.: Сельхозиздат, 1963. - 312 с.

146. Тюльдюков В.А., Прудников А.Д., Смирнов А.Б., Прудникова А.Г. Продуктивность бобово-злаковых травостоев в зависимости от состава травосмесей и способа основной обработки почвы // Известия ТСХА. 2001. - № 1. — С. 19 — 31.

147. Уткаева В.Ф., Сапожников П.М., Щепотьев В.Н. Влияние уплотняющего действия сельскохозяйственной техники на почвенную структуру // Почвоведение. 1986. - № 2. - С. 54 - 62.

148. Уэндланд У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978. - 515 с.

149. Федоров А.С. Устойчивость почв к антропогенным воздействиям. // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002.-518 с.

150. Фомин В.В., Шпедт А.А. Связь подвижных форм гумуса с урожайностью пшеницы // Органическое вещество почвы и урожай: Сб. науч. работ мол. ученых / Краснояр. Гос. Аграр. Ун-т.- Красноярск, 2000. С. 27 - 32.

151. Хазиев Ф.Х. Почвенные ферменты. М.: Знание, 1972. - 32 с.

152. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. Методическое пособие. М.: Наука, 1976. - 180 с.

153. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука, 1982. - 204 с.

154. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 1990. - 189 с.

155. Хмелев В.А. Основные принципы оценки эколого-ландшафтной значимости и хозяйственной пригодности земельных ресурсов. // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002. - 518 с.

156. Христенко С.И., Шатохина С.Ф. Влияние гидротермических факторов на микробный комплекс оподзоленного чернозема // Почвоведение. 2002. - № 3. -С. 335-339.

157. Цюпка В.П. Влияние удобрений на биохимические процессы в смытом черноземе //Земледелие. 1990. - № 6. - С. 47-49.

158. Чебочаков Е.Я., Багаева И.В. Почвозащитное земледелие Хакасии // Земледелие. 1989. - № 6. - С. 47-49.

159. Чепрасов А. Интенсивность обработки почвы и агрофизические свойства выщелоченного чернозема Приобья Новосибирской области в зернопаровом севообороте // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 2001. № 1-2. -С. 9-15.

160. Черенков В.В., Кутовая Н.Я. Изменение микробиологических процессов в обыкновенном черноземе // Земледелие. 1996. - № 6. - С. 7-8.

161. Чуданов И.А., Лигастаева Л.Ф. Минимализация обработки черноземов // Земледелие. 2000. - № 4. - С. 15-16.

162. Чупрова В.В. Плодородие черноземов Средней Сибири // Плодородие почв и агротехника сельскохозяйственных культур в Восточной Сибири. -Новосибирск, 1990.-С. 4- 10.

163. Чупрова В.В. Поступление и разложение растительных остатков в агроце-нозах Средней Сибири // Почвоведение. 2001. - № 2. - С. 204-214.

164. Чупрова В.В. Состояние и функционирование черноземов Средней Сибири // Почвы Сибири: Особенности функционирования и использования: Сб. науч. ст. Красноярск, 2003. - С. 11 - 14.

165. Шарков И.Н., Букреева С.Л., Прозоров А.С. Причины стабилизации запасов гумуса в пахотных почвах // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002.-518 с.

166. Шикула Н.К. Воспроизводство гумуса при почвозащитной системе земледелия // Земледелие. 1991. -№ 2. - С. 40-43.

167. Ширская Г.М., Гомонова Н.Ф., Скворцова И.Н. Эколого-микробиологическая оценка антропогенного воздействия на дерново-подзолистую почву. II Съезд О-ва почвоведов // Тез. докл. Кн. 1. М., 1996. -С. 426.

168. Шмидт Р.А. Обработка почвы в Западной Сибири. Новосибирск, 1974. -129 с.

169. Шокин А.К. На Бога надейся, а сам не плошай // Земледелие. 1999. - № 1.-С. 9-11.

170. Ягодин Б.А., Смирнов П.М., Петербургский А.В. и др. Агрохимия. М.: Аг-ропромиздат, 1989. - 636 с.

171. Якименко В.Н., Лютая Ю.А. Влияние обработки почвы на содержание гумуса И Земледелие. 1989. - № 10. - С. 36-38.

172. Якубенко С.Г. Карбонатный профиль черноземов один из главных диагностических признаков. Важность проблемы. // Геологические проблемы почвоведения и оценки земель: Материалы Международной научной конференции. Томск, 2002.-518 с.

173. Beese F.O. Spatial aspects of microbial decomposition of organic matter in soils // GIAM 10: 10th Int. Conf. Glob. Impacts Appl. Microbiol. And Biotechnol., 1995.-S.I. -s.a. P. 24.

174. Dragan-Buolarda M., Kiss S., Pasca D., Manolach Т., Crisan R., Muntean V., Marin G. Microbial communities in soil of the Danube Delta biosphere reserve. Stud. Univ. Bades-Bolyai. Diol., 1995, 40, № 1-2. P. 130 - 139.

175. Griffiths B.S., Diaz-Raviia M., Ritz R., McNicol J.W., Ebblewhite N., Baath E. Community DNA hybridisation and %G+C profiles of microbial communities from heavy metal polluted soils. FEMS Microbial. Ecol., 1997. 24, №2. - P. 103-112.

176. Milosevic N., Govedarica M., Jarac M., Hadzic V., Belie M. Effect of compaction on soil structure, microbial populations and enzyme activities. / Arch. esp. urol., 1997, 50, №9.-P. 177-181.

177. Wu Yanyu, Wang Xin./Chin. Appl. Ecol., 1997, 8, № 2.- C. 207- 212.

Информация о работе

Боер, Ирина Владимировна
кандидата биологических наук
Красноярск, 2003
ВАК 03.00.16

Диссертация

Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи"

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Боер, Ирина Владимировна

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи"

Заключение Диссертация по теме "Экология", Боер, Ирина Владимировна

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Боер, Ирина Владимировна, Красноярск

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-микробиологическое состояние почв в агроценозах Красноярской лесостепи
ВАК РФ 03.00.16, Экология