Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Ферментативная активность основных типов почв Ростовской области в связи с их сельскохозяйственным использованием

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Ферментативная активность основных типов почв Ростовской области в связи с их сельскохозяйственным использованием"

} 8 г 1 9 }¡

КУБАНСКИЙ ОРДЕНА ПУДОВОГО КРАСНОГО ЗНА.ЛМИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

№

'Ч ГОНЧАРОВА ДЩ.ША ЮРЬЕВНА

QEPMEHTATIlBiiAfi АКТИВНОСТЬ ОСНОВШХ ТИПОВ ПОЧВ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ Б СВЯЗИ С ИХ СЕЛЬСКОХОЗЯйСТВЕННЫМ ИСЛОЯЬЗОШНЯЕМ

Специальность: 06.01.UO - агрспочвоведение и

агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар

19-91

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии Ростовского ордена Трудового Красного Знамени государственного университета.

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор

Вальков В.Ф.

Официальные оппоненты- доктор биологических наук, профессор

. Ведущая организация - 'Донской ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный инст"т"т

в -('У часов на заседании специализированного Совета К 120.23.05 по защите кандидатских диссертаций при Кубанском государственном аграрном университете.

Адрес: 350044, Краснодар, ул.Калинина, 13, Кубанский государственный аграрный университет,специализированный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного аграрного университета.

Тонконоженко Е.В.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Соляник Г.М.

■Защита диссертации состоится

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета, ка1 щидат с.-х. наук, доцент

ОН!'ЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБОШ

Актуальность темы. Биохимический уровень изучения плодородия почвы приобретает первостепенное значение. Важнейшим направлением биохимических исследований является изучение ферментативной активности почв, так как ее разносторонние формы и проявления во многом определяют комплекс почвенных процессов, регулирующих факторы плодородия. Ферментативная активность почв (ФАН) - важнейшая генетическая характеристика, тесно связанная с ее гумусовым состоянием. Деградация органического вещества приводит к подавлению ОАП, а ее снижение в свою очередь ведет к уменьшению содержания гумуса.

Главнейшие почвы Ростовской области - черноземы и каштановые - практически не изучены в этом плане. Не исследовано также влияние на ФАЛ сельскохозяйственного производства. Поэтому наши исследования были выполнены на черноземах обыкновенных южно-европейской фации (мощных и среднемощных), а также на черноземах южных и каштановых почвах восточно-европейской фации. Таким образ ом, наш'дана генетическая, ферментативная характеристика основных зональных почв Ростовской области, которая увязана с общегенетическим и агрохимическим состоянием почвенного покрова.

Цели и задачи. Изучение: I - активности гидролитических (инвертаза, уреаза, протеаза, фосфата за) и окислительно-вос-зтановительных (каталаза и дегидрогеназа) ферментов на целине а пашне основных почв Ростовской области; 2 - динамику ферментативных процессов; 3 - влияния уровня сельскохозяйственного производства на ФАЛ; 4 - коррелятивных связей иеэду акгивнос-гыа отдельных ферментов с некоторыми показателями почв.

Научная новизна« Впервые для зональных почв Ростовской области изучено содержание и закономерности ферментативных процессов, их динамика. Выявлены уровни изменения характера и интенсивности этих процессов при сельскохозяйственном использовании почв. Установлены закономерные связи мевду активностью ферментов и гумусовый состоянием. Подчеркивается необходимость изучения различных ферментов как одной из важнейших сторон оценки плодородия почв. Проведена оценка почв Ростовской области по уровню их ферментативной активности как в расчете на весовые единицы почвы, так и с учетом их мощности и объемной массы.

Практическая значимость. Характер и глубину изменения ферментативного потенциала в почвах можно рекомендовать для глубокого и длительного мониторинга уровня плодородия почв. Вскрыты механизмы отрицательного влияния дегуыификации на плодородие черноземов и каштановых почв Ростовской области и эти механизмы заключаются в снижении обшей биологической активности и ферментативного потенциала почв. Показано, что снижение ФАП приводит не только к уменьшению содержания гумуса к потенциальных запасов элементов питания, но и к снижение общей напряженности биохимических процессов.

Исследования показали, что оптимизация биохимического режима почв неразрывно связана с оптимизацией их гумусового состояния, и эта оптимизация влияет на широкий комплекс биологических явлений.

Установлено, что по активности почвенных ферментов можно судить О плодородии почвы, и что ФАН монет служить ее дополнительные диагностическим показателем. Также установлено, что ОАП отражает различный уровень сельскохозяйственного произвол-

ства и является дополнительным диагностический показателем при изучении вопросов окультуривайия.

В конечном итоге исследование ФАЛ дает возможность "направленно регулировать почвенные условия, создавая оптимальные ус -" ловия. для развития растений и жизнедеятельности микроорганизмов..

' Апробация работы. Материалы диссертационной работу докла - ' ' ■ ' . 1 ^давались на 7, 8,-9, 10 , II-научных сейсиях Учебно-научного

центра биолого-почвенного факультета Ростовского-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени государственного университета *■ (г.Ростов-на-Доцу, 1966-19.90 гг.), на областной научнрй конфе -ренции "Вклад молодых учецых в решение комплексных.научно-теху , нических проблем" (г.Ростов-на-Дону, 19Ь6),на городских научных конференциях молодйх ученых (г.Ростов-на-Дону, I9b7, I9B9).

Публикация результатов исследования. Jo теме диссертации опубликовано шесть работ. "Одна работа в печати. -

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 154 "страницах и состоит из,введения, 4тлав.и заключения. Par бота включает в^себя 34 таблицы и 20 рийунков. "В списке лите ратуры приведено 185 источников,' из них 20 зарубежных авторов.

. ' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТА ' . ■ ' •

В качестве объектов исследования были выбраны почвы, преобладание в Ростовской области, а именно черноземы (они составляют 6G,9 и каштановые (23 . Черноземы области подразде -ляются на обыкновенные и южные восточно-европейской фации и на обыкновенные (карбонатные) мощные и среднемодные южно-европейской фации. Каштановые почвы Ростовской области-относятся к восточно-европейской фации.

Е'етодкжа исследований. Изучение ферментативной активности (OA) проводилось путем отбора почвенных образцов из разрезов, заложенных на целинных и пахотных землях ГСУ: Шолоховском (черноземы южные), Азовском (черноземы обыкновенные ыощннс), Зкиов-нккозском (каштановые почвы). ФА черноземов обыкновенных сред-немощных изучалась в учхозе "Донское" и на опытном поле ДОНСХИ Октябрьского района. Причем, образцы на целинном участке отбирались в IS83 и в I9S4 годах.

Исследования по сезонной динамике ФА проводили в учхозе РТУ "Недвлговка" Мясниковского района на черноземе обыкновенном среднемошом. Образцы отобраны в 3 срока (15 мая, 23 июля, 30 сентября).

Учитывая динамичность ОАП, отбор почвенных образцов проводили в один срок - в начале июня. На пахотных участках разрезы заложены под озшой потницей. Отбор почвенных образцов производили по генетическим горизонтам.

Активность каталазы и дегидрогеназы определялась но методу А.Ш.Гастяна (1974, IS78).

Активность фосфатазы, уреазы и инвертазы определяли по модификации Ф.Х.Хазиева (IS76), протеазы по модификации Хазиева и Агайаровой (Хазиев, 1976).

В почтенных образцах проводили определение гумуса по И.В.Тюрину. При изучении сезонной динамики lyuyc определяли по Антоновой, Сколабан, Сучшкиной (1984) с фотометрическим окончанием. Целоч но гидролизу емый азот определяли no A.Cornfield, общий азот и общий фосфор по Гинзбург, Щегловой, Вульфиус.

Лгрохшические свойства почвы изучал]; по общепринятым методикам.

.Панине rso 'iA7. обработаны ¡•.'.етопок Всругптшой статлстяки

(Доспехов, 1985) с использованием ЭВМ СМ 4-20 в операционной системе dos-rv на языке Fortran-4p.

Ферментативная активность почв Ростовской области Оксидоредукта зы

Каталаза (КФ I.II.1.6, HgOg : HgOg-оксидоредуктаза). Катализирует реакцию разложения перекиси водорода на воду и молекулярный кислород.

Для каталгзной активности (КА) почв Ростовской области характерны в основном значения одного порядка, за исключением чернозема обыкновенного мощного (табл.). Повышенная КА чернозема обыкновенного мощного,особенно в сравнении с черноземом юкнкм и каштановой почвой, объясняется тем, что в этих почвах восточно-европейской фации наблюдается длительный период яамк-рания биохимических процессов, главным образом в зимнее время. Почвы ;j.:e ажио-европейской теплой фации отличаются более интенсивной и круглогодовой биохимической активность®.

КА чернозема обыкновенного мощного выше также и КА чернозема обыкновенного среднемоыного той не южно-европейской йации. Это объясняется более высоким содержанием гумуса, а следовательно, и большей биогенностыо чернозема обыкновенного мощного.

Для изучаемых почв отмечено снижение КА пахотиих почв по сравнению с целиной (табл.). Так, КА делкнн чернозема таното и каштановой почвы превосходят этот показатель на пашне в 1,111,12 раза, а на черноземе обыкновенном мощном это превыпение достигает до 1,32 раза.

КА по профилю снижается во всех изучаемых почвах. Распределение по профилю очень постепенное, плавное. Такая сглаженность результатов объясняется карбонатностью почв, на что ука-

■ ' . ' . 8 зывают Т.А.Зубкова и Л.О.Карлачевский (1981).

По КА поверхностных горизонтов почв их можно расположить в порядке ее убывания'так: чернозем обыкновенный мошный - чернозем обыкновенный среднемоиный; чернозем южный - каштановая. Выявленная последовательность почв характерна как для пахотных, так и для целинных почв. Но учитывая мощность изучаемых при расчете КА на объем почвы <з площадью поверхности в I см^ указанная последовательность нарушается, так как суммарная КА чернозема обыкновенного среднемоиного .выше КА чернозема южного. Это объясняется большей мощностью его почвенных горизонтов.

Оценивая уровень КА -по' шкале Д.Г.Звягинцева (1978) о степени обогашенности почв ферментами в расчете на весовые единицы почвы, можно сказать, что по КА черноземы обыкновенные мойные - богатые-почвы, а остальные почвы -. средней обогашенности.

По жале "для оценки степени обогашенности почв ферыёнта-. о .

ыи в расчете на I' см поверхности с учетом объемной массгг почвы

изучаемые почвы можно оценить так: черноземы обыкновенные мощные и среднемощные - очень богатые, а чернозем южный и каштановая почвы - богатые.

Дегидрогеназа (КФ 1.1.1.4?, субстрат : НАД- оксидоредуктаза). Дегидрогеназа катализируют реакции отиепления водорода, т.е. дегидрирования органических веществ и выполняют роль промежуточных переносчиков водорода.

Для дегвдрогеназной активности (ДА) почв Ростовской области характерно ее снижение в пахотных почвах по сравнению с целинными (табл.). Так, например, снижение ДА в поверхностном горизонте в черноземе обыкновенном мошном происходит в 1,43 раза, е черноземе обыкновенном среднемошном - в 1,53 раза, в черноземе южном - в 1,70, а в каштановой почве - в 1,63 раза.

.. Следовательно, ДА отражает ухудшение биологического и физико-химического состояния почвы в процессе ее сельскохозяйст-, венного использования,-

Для ФАП и гумуса характерно снижение активности по почвенному профилю.■Изучение ДА также выявляет и подтверждает эту закономерность. Так, снижение ДА до профилю, например в черноземе обыкновенном мощном, происходит на целине в 14 раз, или на 52,87$, а на пашне - в 14,2 раза, гаи на 92,95%. Нами выявлено, . что снижение ДА по профилю может происходить на 80-100$ (от содержания в поверхностном горизонте) (табл.).

Профильное распределение ДА в отличие от кагалазной активности более дифференцировано.

Учитывая только ДА поверхностного слоя, почвы Ростовской области можно расположить в порядке убывания этого показателя следующим образом: чернозем обыкновенный мощный - чернозем южный - чернозем обыкновенный среднемощный - каштановая почва. Этот ряд характерен как для целины,- так и для пахотных почв.

Но.плодородие почв определяется не только содержанием показателя. в поверхностном слое, но и мощностью изучаемой почвы. Вследствие, вышесказанного" при расчете ДА с учетом объемной массы и мощности почвы (площадь поверхности равна I сы^) почвы Ростовской области по ДА располагаются в следующем порядке: чернозем обыкновенный мощный - чернозем обыкновенный средне-мощный— чернозем южный - каштановая почва.

.' Оценивая уровень ДА по шкале Д.Г.Звягинцева (1978) в расчете на весовые единицы почвы, можно сказать, что по ДА все изучаемые почвы, кроме каштановой, являются среднеобога ¡ценными. Целина каштановой почвы - среднео<3огашенная, а пашня - бедная по ДА.

Таблица

Ферментативная активность почв Ростовской области

Фация

Почва

-!-!•

Южно- чернозем европей- обыкно-ская венный мощный

! тчп^ия '.активность гактивность ¡активность ин-

1каталазы,мл !дегидроге-1вертазы,мг глп-

¡обртз^ 1°2 '.назы.мг ХМ; козы_

}цов, сы!цели-1пашня ¡цели-¡паш-!цели - I пашня

|на- '! !на ! !на !

0-20 13,7 20-40 12,3 50-70 Г1,2 80-100 9,3 110-140 7,0

10,4 9,9 9.1 8,8 5,6

8,70 7,15 3,78 0,68 0,62

6,10 4,67 2,32 0,70 0,43

57,4 38,9 28,3 11,8 9,3

40,8 27,8 10,2 8,5 6,9

чернозем 0-20 6,80 6,00 7,43 4,86 41,5 32,1

обыкно- 27-37 6,00 5,50 5,10 3,56 33,0 17,4

венный 40-50 5,50 5,20 2,97 1,84 21,7 11,9

средне- 70-90 4,90 4,90 1,43 0,95 12,4 8,5

мощный 100-140 4,30 4,80 0,32 0,00 7,6 7,3

чернозем 0-20 6,90 6,20 7,07 4,16 53,5 39,6

Восточ- южный

но-евро-

пейская

20-40 5,80 50-60 4,80 '70-90 3,30 90-100 3,20

5,40 4,50 3,30 3,20

4,51 2,59 1,65 0,92

2,57 2,12 1,11

0,76

26,0 20,5

18,6 16,3

14,5 9,5

9,6 8,1

каштановая

0-20 20-40 40-50 50-70

5,90 5,30 4,20 3,60

5,25 4,90 4,75 3,00

3,92 2,62 1,30 0,07

2,40 2,02 0,92 0,00

26.9 21,4

10.4 8,1

7,5 5,2

4,4 3,2

Продолжение таблицы

1 ;Глубина{Активность

Почва Ж£Г УРеазы.мг

Фация

Активность{Активность протеазы,мг!Досфатазы,мг тирозина

пашня

йен о— чернозем европей- обыкно-ская венный мощный

0-20 12,50 20-40 10,70 50-70 9,20 80-100 8,60

8,10 0,457 0,395 7,40 0,393 0,245 5,30 0,284 0,217 4,80 0,208 0,197

2,78 1,49

1,69 1,11

1,37 1,04

1,29 0,93

Окончание таблицы

I ! 2!3!4!5!6!7!8!9 110-140 5,80 2,80 0,190 0,176 1,23 0,85

чернозем 0-20 7,80 6,24 0,428 0,265 2,29 1,55

обыкно- 27-37 6,97 4,48 0,316 0,240 1,94 1,24

венный 40-50 4,84 3,85 0,264 0,207 1,22 1,18

средне- 70-90 3,20 2,90 0,197 0,180 1,16 1,10

мощный 100-140 2,13 1,71 0,186 0,141 0,83 0,94

чернозем 0-20 8,13 6,21 0,427 0,345 2,06 1,64

Восточно-южный 20-40 7,32 4,65 0,306 0,260 1,54 1,09

европей- 50-60 4,50 2,87 0,265 0,222 1,41 0,95

екая 70-90 2,70 1,40 0,190 0,163 0,80 0,89

90-100 1,56 0,86 0,152 0,144 0,70 0,59

каатано- 0-20 4,70 3,62 0,180 0,159 1,41 1,16

вая 20-40 3,20 1,20 0,125 0,113 1,22 1,07

40-50 1,10 0,50 0,104 0,095 1,17 0,98

50-70 0,50 0,00 0,084 0,066 0,73 0,80

По шкале для оценки степени обогашенности почв ферментами о

(в расчете на I см поверхности почвы) почвы Ростовской области можно оценить так: все почвы, кроме каштановой, - богатые, а каштановая - среднеобогагаенная.

Гидролазы

Инвертаза (й -фруктофурано зид-йрукто гидролаза, КФ 3,2,1.26). в -фруктофуранозидаза (сахараза, инвертаза) ииролизует сахарозу на глюкозу и Фруктозу, разрывая связь, находящуюся у в -гда-козидного углеродного атома остатка фруктозы.в молекуле сахарозы.

Снижение плодородия почв при сельскохозяйственном использовании сопровождается и снижением активности инвертазы. На всех изучаемых почва: активность инвертазы выше на пеляно, чев

на. пашне (табл.)..

Снижение ИА (инвертазной активности) в процессе сельскохо-. зяйствеиного производства может происходить на 20-30& от этого значения на целинных почвах. , 1 ,

Как и для всех изучаемых, ферментов, для ИА характерно,снижение по почвенному профилю. В среднем снижение ИА по профилю происходит на 77-85^, или в 4-6 раз (табл.).

Профильное распределение ИА отличается плавным ее снижением. Если судить об ИА только по .ее'уровню в поверхностном слое почв, то чернозем южный (53,5 мг глюкозы) превосходит по этому показателю чернозем обыкновенный среднемошный (41,5,мг глюкозы).

• Однако при расчете ИА, 'учитывая мощность почвенных гори-'зонтов и платность почвы (площадь поверхности ¡3 = I см^), ИА чернозема обыкновенного среднемошного превысила ИА чернозема южного (целина). Дня пашни эти значения практически одинаковы (находятся в пределах ошибки). Следовательно, в порядке убывания ИА изучаемые почвы располагаются так: чернозем обыкновенный мошный - чернозем обыкновенный среднемошный,- чернозем южный.-каштановая. ' 7 ; '

■ По шкале оценки Д.Г.Звягинцева (1978) (для'степени обога-щенности почв ИА в расчете' на весовые единицы почвы) изучаемые почвы являются среднеобогаиенными, кроме целины-чернозема обыкновенного мощного и чернозема южного. Указанные почвы относятся к богатым. '..-"''>

По шкале оценки в расчете на почвенный объем с площадью поверхности I см*2 - каштановая почва - средяеобогащенная. А целина чернозема обыкновенного мощного - очень богатая. Остальные почвы - богатые.

Б качестве дополнительного диагностического показателя

/

.13 - , ' ' . для почв предлагаем отношение активности инвертазы к содержа-' нию гумуса. Для черноземов Ростовской области отношения ИА к гумусу колеблются в пределах 7-10, а< для каштановых-почв. - ,, 10-11, что может служить дополнительным диагностическим при- -знаком. • . ' ', ■ • "

У pea за (карбамид-амидогщгролаза, КФ 3.5.1.5) .Уреаза катализирует гидролиз мочевины. Конечными продуктами-гидролиза- являются аммиак и углекислый газ.

Исследования показали, что,все изучаемые почвы обладают различной уреазной активностью (УА), что обусловлено различным содержанием органического вещества, обшего количества, микроор--ганизмов, их видовым составом и рядом других показателей (табл.). , Так, например, УА чернозема обыкновенного мощного (целина) превосходит в 2,70 раза этот показатель каштановой почвы, а на пахотных почвах - в 2,24 раза. УА черноземов превосходит УА каштановой почвы-как на целине, так и на пашне.

- Во всех изучаемых почвах происходит снижение УА по профилю. Так, в черноземе обыкновенном среднемошном УА уменьшается . на 72,7$, а в черноземе южном - на 8Í,II^, \ -

- Снижение плодородия почв при сельскохозяйственном исполь-~ зовании сопровождается и снижением-активности- уреазы.^На всех изучаемых почвах УА вьше-на целине, чем на "пашне.(табл.)._ •

Установлена корреляционная связь УА с содержанием" гумуса в щелочногидролизуемнм азотом. ~ .. . . , •

Исходя из содержания УА в поверхностном, слое почвы, еле-" • дует, что чернозем южный обладает более высокой УА,' чём черно- ' зем обыкновенный среднемощный. Однако при расчете УА наобъёл (8пов, = * ctJ ) с учетом мощности почвенных'горизонтов'выявлен'' но, что УА чернозема ооыкновенного среднемошного превысила УА'

чернозема южного как на целине (в 1,23 раза), гак и на пашне (в 1,5 раза). Следовательно, по уровню УА почвы Ростовской области располагаются так: чернозем обыкновенный мощный - чернозем обык-■ новенный среднемощный - чернозем южный - каштановая.

По шкале Д.Г.Звягинцева для оценки уровня ФА исследованные почвы являются бедными, и только целина чернозема обыкновенного мощного - среднеобогащенной (расчет на весовые единицы почвы).

Расчеты активности уреазн, проведенные кз глубину.почвенного профиля с учетом объемной массы почвы, показали, что чернозем обыкновенный мощный богатый во УА, чернозем южный и чернозем обыкновенный среднемопшнй - среднеобогашены, а каштановая почва - бедная,

Протеаза (пептвдил-пептидгидролазы, КФ 3.4.4..). Протеолк-тические ферменты катализируют гидролитическое растепление белковых вешеств до пептидов и гидролиз этих продуктов до аминокислот. Расщепление белков и пептидов происходит по месту пептидных связей.

Исследования показали, что все изучаемые почвы обладают различной протеолитической активностью. Наивысшей протеолити-ческой активностью (ПА) в наших исследованиях обладают черноземы обыкновенные моанке как целинные, так и пахотные почвы. Так, например, ПА чернозема обыкновенного мощного выше в 2,54 раза ПА каштановой почвы на целине, и в 2,48 раза на пашне. А ПА чернозема обыкновенного среднемопного и чернозема южного выше в 2,37 раза ПА каштановой почвы (табл.).

Для всех изучаемых почв характерно, что ПА целинных почв выше ПА пашни.

Активность лротеазы находится в тесной положительной коррелятивной связи с содержа наем гумуса х пелочногвдрсетзуемыа

азотом.

Максимальная активность приходятся на верхние горизонты целинных и пахотных почв. Снижение ПА по почвенному профилю, например, в черноземе обыкновенном мощном, происходит на 58,4$ и на 55,44% на целине и пашне соответственно, или же в 2,40 и 2,24 раза. А в каштановой почве ПА уменьшается на 53,30 и 58,49$, или в 2,14 и 2,41 раза (табл.) на целине и пашне соответственно.

По активности пр'отеазы в поверхностном слое, т.е. в расчете на весовые единицы почвы, следует, что ПА чернозема южного выше ПА чернозема обыкновенного среднемоиного. Максимальная ПА отмечена для чернозема обыкновенного мощного, а минимальная -дай каштановой.

Расчеты активности протеазы, проведенные на глубину почвенного профиля с учетом объемной массы почвы, показали, что-ПА чернозема обыкновенного среднемошного выше ПА чернозема южного в 1,37 раза на целине и в 1,24 раза на пашне. Следовательно, по протеазной активности почвы располагаются в следующем порядке: -чернозем обыкновенный мощный - чернозем обыкновенный среднемощ-ный - чернозем южный - каштановая.

Шкалы для оценки степени обогащенности почв протеазой не разработаны.

Мы оцениваем почвы Ростовской области по активности протеазы следующим образом: целинные почвы черноземов - богатые, а пахотные - среднеобогапенные. Каштановые почвы, как целика, так и пашня, являются бедными.

Фосфатазы (фосфогидролазы миноэфиров ортофосфорной кислоты, КФ 3.1.3.1.-2). Проведенные исследования показали,-что уровень фосфатазной активности (5ФА) каштановой почвы и черноземов

различны. Так, ФФА чернозема обыкновенного мощного'превышает ФФА каштановой;почвы в 1,97 раза на целине, а ФФА чернозема <обыкновенного среднемошного и чернозема южного превышает этот показатель на каштановой почве'в 1,62 и 1,46 раза, (табл.). На , пахотных почвах черноземов и каштановой это превышение составило I,28rI,4I раза. , - '

Снижение плодородия почв при сельскохозяйственном исполь-' зовании сопровождается и.снижением активности фосфатазы. На ■ всех изучаемых почвах ФФА выше, на целине, чем на пашне.

Снижение ФФА почв при сельскохозяйственном,использовании происходит и по .всему почвенному профилю (табл.). На черноземах . этот показатель достигает 40-64%,- на .каштановой - до 31%.

Из пахотных почв самой высокой активностью обладает чернозем южный. Однако,, если провести расчет фосфатазной активности с учетом глубины почвенного профиля и объемной массы почвы, то самой высокой фосфатазной активностью будут обладать черноземы обыкновенные мощные, затем - черноземы обыкновенные среднемощ-ные, потом черноземы, южные. Самой низкой ФФА отличаются каштановые почвы.

По шкале Д.Г.Звягинцева для оценки уровня ФФА, при расчёте на весовые единицы.почвы все черноземы являются среднеобогащен-ными, а каштановая почва - бедной.'

. Расчеты активности фосфатазы, проведенные на I см^ поверхности почвы с учетом ее объёмной -массы и мощности, показали, что все черноземы по этому показателю .богатые, а каштановая -среднеобогащенная.

Приникая-во еникание, что почвы Ростовской области низко обеспечены подвижными фосфатами (Куделина, 1964; Листопадов, ¡¿апошникова, 1984 и др.), следует подчеркнуть, что здесь нет

никакого противоречия. Черноземы активно связывают свободные фосфат-ионы. Поэтому большая, часть минерализованного фосфора переходит в недоступную растениям форму.

Влияние сельскохозяйственного производства на ФАЛ

Различный уровень сельскохозяйственного производства по-разному влияет на гумусовое состояние почв. Так, содержание гумуса в пахотной почве при использовании и органических, и минеральных удобрений с включением в севооборот многолетних трав выше, чем на пашне, где применяют только лишь минеральные удобрения (рис.1). Достоверность различий установлена для 5 и 1% уровней значимости. Содержание гумуса в первом случае достигает уровня целины.

В связи с гумусовым состоянием и ФА отражает различный уровень сельскохозяйственного производства (рис.1). На полях хозяйства, где уже длительное время применяют передовую агротехнику, почвы по уровню своей ФА превосходят ФА почв в хозяйствах с низким уровнем сельскохозяйственного производства. Достоверность различий установлена для всех показателей ФА изучаемых, почв. Даже при одинаковом уровне содержания гумуса ФА отражает те внутренние сдвг.ги эволюции, которые обусловлены освоением и окультуриванием почв (рис.1).

Сезонная динамика ФАН (нз примере черкозема/карбонатногУ" обыкновенного среднемощного). Образцы отбирались из-разрезов, заложенных на'50-летней зале'жи, на целине и, на пахотном участке (пар) в течение вегетационного периода.

Выявленная ранее сезонная динамика содержания гумуса на черноземе обыкновенном среднемощном К.В.Руденской (1967) и О.С.Безугловой (1979) была полностью подтверждена нашими весле-

дованиями.

Содержанке гумуса к ФА чернозема обыкновенного сред-немошного (в слое 0-20 см)

Сезонная динамика гумуса и ФА чернозема обыкновенного сред-немошного в слое почвы 0-20 см

I - целина; 2 - пашня, где при- I - залезь, 2 - целина, г/еняптся многолетние травы, ор- 3 - псыня

ганическпе к минеральные удобрения; 3 - пашня, где примени- Рпс. 2 ются только минеральные удобрения

Рис. I

Установлено, что максимум приходится на осень, а наименьшее его количество отмечается во второй половине лета (рис.2), "ктересно отметить, что динамика гумуса отмечена и по почвенному ПрофЯП).

Достоверность различий между содержанием гумуса весной и осенью на залежи и целине не установлена, т.е. содержание гуму-

са к осени достигает уровня I срока (весны).

Интересно подчеркнуть, что наибольший разках сезонных колебаний гумуса отмечен для залежи и целины.

Так как существует тесная взаимосвязь между ФАП и ее гумусовым состоянием, то, следовательно, сезонная динамика содержания гумуса обусловлена сезонной динамикой ФА, что подтверждается одинаковым характером их сезонных изменений.

Так ::;е, как и для динамики гумуса, характерны наибольшая активность осенью и весной, а наименыпня - летом для всех показателей ФА. Сезонная динамика ФА выявлена не только для верхнего слоя почвы, чо и для всего почвенного профиля.

ВЫВОДЫ

1. Изучение ферментативной активности основных почв Ростовской области показало, что эти почвы имеют существенные различия в характеристике йерментного потенциала. Черноземы обыкновенные (мопные и среднеиошЕке) и вянке отличаются от каштановых почв более высоки* ферментативным уровнем.

2. Проведенный сравнительный анализ ферментативной активности черноземов Ростовской области, показал, что самыми богатыми почвами по этому показателю являются черноземы обыкновенные мощные юкноевропейской фации.

3. Установлено, что в результате сельскохозяйственного использования почв происходит снижение их ферментативной актив-кости, как в поверхностном горизонте, так и по всему почвенному профилю.

4. Выявлен факт тесной связи ферментативной активности почвы с ее гумусовым состоянием.

5. Установлена корреляционная связь активности протеазы и

уреазы с содержанием щелочногидролизуемого азота по Корнфиль-ду.' - ■

6. В результате проведенных исследований выявлено, что ферментативная активность отражает различный уровень сельскохозяйственного производства. Гак,'на-пашне, где система^ тически вносится органическое удобрение и в севооборот включаются многолетние травы, ФА рыше в 1,1-1,4 раза по сравнению с пашней, где применяют только минеральные удобрения.

7. Проведенные исследования по сезонной динамике содержания гумуса и ферментативной активности на черноземе обыкновенном среднеыошом позволили' установить факт тесной связи этих показателей. ". ■ '

Установлено, что минимум активности ферментов и содержания -гумуса приходится на вторую половину лета. Размах колебаний исследуемых показателей не превышает их двукратного среднего показателя. - . ,

> 8. Выявлено, что уровень ФА является диагностическим показателем, почв. Но в зависимости от климатических условий могут быть активизированы либо оксндоредуктазы,' либо гидролазы. ; 1

• 9. Произведена оценка уровня ФА изучаемых почв Ростовской области по шкале Д.Г.Звягинцева как в расчете на весовые единицы, так и с учетом глубины почвенного профиля и плотности почвы. На основе этих расчетов почвы Ростовской области по уровню ФА распределяются в следующем порядке убывания: чернозем обыкновенный мощный - чернозем обыкновенный среднекощный - чернозем южный - каштановая.

10. В качестве научно-методических рекомендаций предлагается следующее:

- для получения объективных данных по ФАЯ необходимо проводить определение ферментов как класса оксиредуктзз, так и класса гидролаз, по всеьу почвенному профилю;

- для оценки обогащенности почв ферментами при расчете ■¿А11 необходимо учитывать мощность почвы и ее плотность, а не только показатели ¿АЛ поверхностных горизонтов;

- дль повышения \iAiI необходимо наряду с применением минеральных удобрений вносить в почву и органические не менее 10 т/га, а также включать в севооборот многолетние бобовые травы;

- для черноземов и каштановых почв предлагается в качестве дополнительного диагностического признака отношение актив -ности инвертазы к содержанию гумуса. Для черноземов это отношение колеблется в пределах 7-10, а для каштановых - 10 - II.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.Последействие удобрений на фракционный состав азота севе-ро-приазорского чернозема. - Рук. дел. в ВйЖТй З.ио.ЬЗ г.,

» 3001 - ЬЗ ,1',еп. - о с.

2.Ферментативная активность каштановой почвы и чернозема южного Ростовской области. - Рук. дел. в В1ШТИ 26.04.Ьб ,

■Г« 3096-8. - 6 с.

3. Ферментативная активность обыкновенных мицелярно-кар-бочатных черноземов Ростовской области. - Рук. дел. в ВИНИТИ ¿0.06.об, Я о93б-В. - 5 с.

а

4. Сезонная динэмнка содержания гумуса и ферментативной активности чернозема обыкновенного карбонатного //Почвоведе -ние, 1990. - " 10. - С.оО-Ч'З.

5. Особенности круговорота некоторых химических злемен -тов в кормовых агроценозах Нижнего Дона // Тез.докл.Матер. Всес. совещания " Охрана, воспроизводство и использование рас-. тительных ресурсов". - Ставрополь, 1990. - С.290-292.

6. Исследование ценотических основ и способов значительного повышения продуктивности кормовых угодий // Тез.докл. Латер. Всес. конф. "Флора Нижнего Дона и Северного Кавказа. Структура, динамика, охрана, проблемы использования". - Ростов-на-До^, -апрель, 1991. - С.96-97.