Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микрофлора и биохимические процессы в черноземе выщелоченном при систематическом применении жидкого аммиака в качестве азотного удобрения

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Микрофлора и биохимические процессы в черноземе выщелоченном при систематическом применении жидкого аммиака в качестве азотного удобрения"



ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ

На правах рукописи

ЦЮПКА

Вячеслав Павлович

УДК 631.46/.841

МИКРОФЛОРА И БИОХИА\ИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ПРИ СИСТЕМАТИЧЕСКОМ ПРИМЕНЕНИИ ЖИДКОГО АММИАКА В КАЧЕСТВЕ АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ

Специальность: 03.00.07 — Микробиология

АВТОРЕФ ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ЛЕНИНГРАД 1991

Диссертационная работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии (г. Ленинград) и в Центрально-Черноземном филиале Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института удобрений и аг-ролочвоведения им. Д. Н. Прянишникова (г. Белгород).

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор 10. В. Круглое.

Официальные оппоненты — доктор биологических наук, профессор В. Т. Емцев; кандидат биологических наук Н. А. Туев.

Ведущее учреждение — Украинский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им. А. Н. Соколовского (г. Харьков).

дании Специализированного совета К.020.26.01 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук во Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии по адресу: 188620, Ленинград—Пушкин-6, шоссе Подбельского, 3, ВНИИСХМБ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Защита состоится

г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук

А. Н. Зарецкая

.. J ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

V: Актуальность проблемы. В ассортименте азотных удобрений осо-Soeiittti^TO занимает жидкий (безводный) аммиак ТОСТ 6221-62). .По тению ряда авторов (Баранов, 1958; Адачс, Андерсон, Хэлберт, :S65; Кулаков, 1977; Добротворский, Рнжиков,_1981; Данилов, Попов, [983; Пожарский, Попов, 1965; Вяткин, 1987; Andrews , 1954; ?afcel, 1975). бнстрнй рост объемов его производства и пршенения объяс-:яется тем, что по сравнению с другими видами азотных удобрений ;вдкий аммиак обладает рядом преимуществ: •

• самое концентрированное и дешевое азотное удобрение;

■ возможность полной механизации всех процессов транспортировки, хранения, подготовки и внесения;

• минимальные потери при хранении, транспортировке, заправке и внесении; ■

• отсутствие необходимости в разовой таре. . .

! Известно, что- аммиак в высшей степени химически активен, а также токсичен. Поэтому, изучение влияния жидкого аммиака ;а-структуру и функционирование комплекса почвенных микроорганив-гов становится необходимым условием общей оценки его как одного is ввдов азотных удобрений. • '

Однако, несмотря на .сравнительно большое количество работ, [освященных изучению разлитаьк, в том числе микробиологических, :войств почвы после внесения данного веда удобрения, нет исчерпы-»ак'щях исследований по влиянию многолетнего систематического применил ж:щкого аммиака на микрофлор:/ и биохимические процесс« в ;счве, проведенных в полевом опыте.•

Цель tr задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в оценке влияния многолетнего систематического применения :вдкого аммиака на микромеру и биохимические процессы в чернозе-iq выщелоченном с тем*, чтобы дать'почвенно-микробиологическое >боснованиё эффективному и экологически безопасному его использо-1анию. В 'задачу исследований входило:

• изучение характера распределения жидкого аммиака в чернозем" выщелоченном и динамики его превращения;

■ изучение степени влияния жадного аммиака на физические'и химические свойства, характеризующие почву как среду обитания; изучение влияний ж никого, амчшака на микрофлору'и биохимические процессы в черноземе непосредственно после внесения; ■

■ изучение динамики изменений численности различных группировок микрофлоры, а также биохимических процессов, в черноземе выщело-

чотюгл под влиянием многолетнего систематического применения жидкого аммиака 'в сравнении с аммиачной селитрой; -- изучение влияния систематического применения жидкого аммиака на агрохимические свойства чернозема выщелоченного, а также на урожа! различных сельскохозяйственных культур.

Научная новизна. Впервые изучено .влияние жидкого аммиака на • микрофлору и биохимические процессы чернозема выщелоченного. Показано, что аммиак, вносимый в почву через инжектор, распределяется в ней локально. Выявлено, что в зоне удержания радиусом 2,5 см создаются высокие концентрации вммивка, изменяются 'физико-химически свойотва почвы, резко снижается чиоленность микроорганизмов, изменяется активность ферментов. Вне зоны удержание аммиака такой эффект отсутствует, что обусловливает быструю репарацию почвенно-микробиолс гических процессов.

Многократное применение жидкого аммиака визывает .перегруппировку почвенной микрофлоры и оказывает отрицательное влияние на качество сельскохозяйственной продукции. - : ' ■

Предложена новая модификация определения нитрификационной способности почви, что позволяет повысить производительность трура.

Практическое значение. Почвенно-микробиологическая оценка последствии многолетнего систематического применения жидкого аммиака буде! использована Централъно-Чьрпоэемным филиалом'ВНИИ удобрений я агро-почвовецения им.Д.Н,Прянишникова для составления рекомендаций по технологии эффективного и экологически безопасного применения этого вида азотных удобрений в Центрально-Черноземной soné.

Разработанная автором новая,модификация способа определения потенциальной нитрифицирующей способности почвы внедрена в Центрально-Черноземном филиале ВШИ удобрений и агропочвоведения им. Д.Н.Пплшшникова.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлены" и сбсукдены на I и П конференциях молодых ученых и специалистов Центрально-Черноземного филиала ВНИИ удобрений.и агропочиоводения им.Д.К.Прянишникова (Белгород, 1986, 1987), па XXI Конференции, молодых ученых ВНИИ удобрений 'и агропочвоведения им.Д.Н.Прянишникова (Москва', 1987), на П конференции молодых ученых и студентов Белгородского сельскохозяйственного института (1987),i на на-

"Иой конференции толодих ученых и спецшлисто» 'Проблем» ге-нггз-1И, селекции и итч-чсивной технологии сельскохозяйственных I:уль~ ?ур" Есерсссикокого НИИ сахарной свеклы и сахара жи А.Л. Мазлу-«жа СРамонь Воронежской обл., 1989). на научной конЛерснции-кон-сурсе молодых учен их и специалистов "Вклад молодых ученых и ил-■■енси'Еикащю сельскохозяйственного нроизчо,яства" Украинского НИИ ючвоведения и агрохимии зел. А.И. Соколовского ГУарьков, 19Р9), 1а заседании Всесоюзного координационного Совета по известковании ючз "Научно-методические подход»' и эффективность известковшшя нюдзоленнчх и выщелоченных черноземов" (Белгород, 1990), на конференции молод их ученых я специалистов Украинского ШШ почвоведе-[ия и агрохимии 'ш. А.Н. Соколовского (Харьков, 1991).

Публикаций. По материалам диссертации получено I авторское ;видетель-ство на изобретение и опубликовано 7 научных, 2 каучно-юпулярных статьи, а также 3 информационных листка Белгородского ШТИ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит кз введения, 6 •лав, заключения, выводов, списка лигературн и приложений и содер-:кт 117 стр. машинописного текста, 7 таблиц, 13 рисунков, и 7 ири-о.чсений. Список литературы включает 12е, наименований, в том.числе '.I зарубежных. •

Автор внражает благодарность кандидату сельскохозяйственных :аук Н.П. Богомазов/ за представление возможности проведения ис-ледований в полевом опыте, а также за использование агро.химичес-' :их и урожайных данных в диссертации.

МАТЕРИАЛ» И МЕТОДЫ !Ш!Ж0ВАШ!1

Ус-лоиня проведения опыта. Исследования проводили в полевом тационарном опыте Центрально-Черноземного филиала Лсесокзного 'Рдена "ТрудовоРо Красного Знрмени научно-исследовательского ш-титута удобрений и агропочвоведейия игл. Д.Н. Прянишникова. Опыт асположен 'в Корочанском районе Белгородской области в Среднерус-кей лесостепи с умеренно-континентальньм климатом. По данным •П,-Богсмазова, почва опыта представлена старопахотным чернозе-;ом выщелоченным средкемодашд среднегуиусннм т^«елосуглшистш, бразованным на лессовидных суглинках.

Характеристика опыта. Полевой опыт размещен на 2-х долга. овторность опыта" трехкратная; Посевная площадь делянки составля-т 132 м2 Г22 х 6 гл).

В опыте использован типичный зерно-свекловичный сеьооборот,

Агротехника зыраяшвания культур соответствовала зонально!! с использованием 'районированных сортов и гибридов интенсивного типа Почвенно-микробиологлческие исследования проводили на Я вари антах опита: I) йааРК; 2) •ЦажРК; 3) WaxPK + де^екат (на 2-ом шл попользовали дроблений мел); , . .

В опыте использовали следующие в или удобрений: Каж - аммиак жидкий технический СГОСТ R22I-82); Наа - селитру аммиачную ТОСТ 2-65); ' ,

Р - суперфосфат двойной гранулированный (ТОСТ 16Э0в-£0); К - 40 ? калийную соль С ТУ ПЗ-13-13-82);

Лефекат - отход производства Черндаского сахарного завода с содер жанием окало 18 % Яо0, Зв t СаСО-^ и органического вещества;

дроблений мел - фракция 0-20 мм из o'muiou Стойленского месторож-. денкя ^Курской Магнитной Лномалии с содержанием 93,9 % СаС03 при 3.S % влажности. \ Минеральные .удобрений шосили в следу нцкх дозах:

- под урожай сахарной свеклы по .180 кг/га азота, фосфора и каг:;;я;

- под урскай ячменя 60 кг/га азота «"па втором поле не шосили);

- иод урожай кукурузы Сна силос) по 120 кг/га азота, ,фос]юра и калия; -

- под урожай гороха по 60 кг/га фос|юра и калия.

Дефекат вносили под сахарную свеклу в полной дозе из расчета по гидролитической кислотности, что соответствовало 24,3 т/га С6,6 т/га СаС03).

Все удобрения шосили под зябь.

Дополнительно на защитной полосе нолевого опыта изучали ыш-нние ждакого аммиака на почву фазу после его применения.' При отом его внесли 31 августа 198? года после уборки озимой пшеницы' сразу после дисковании в дозе 180 кг/га азота серийными долотообразными рабочими органами на глубину 6-10 см, угот-же вопрос изучали ь августе IS84 года на производственном поде колхоза ш. Ватутина ILe бек икс ко го .района Белгородской области на .черноземе типичном среднегумусном тяжелосуглинистом. . . '■ • Методика исплалований. На делянках полеиого опыта почлу для у чета микробиологических, биохимических и агрохимических-показателей отбирали несколько раз Ьа ретвтационниИ -период' на глубину' 30 см (пахотный горизонт). Анализу подвергли срп.тшо почвенные ■ образцы, составленные из 30 индив.руаилшх, отобраянпх по 10 на

каждой иэ 3 повторных-делянок.

На защитной асаосо полепого опыта почвенные образцы отбирали на'глубину 15 ом перед внесением жидкого аммиака, через I час, а также на 5-нй и 20-нй дни после внесения, а на производственном поле - на глубину пахотного горизонта <30 см) перед внесением, через I чао п через I сутки после внесения. Анализу нодьергали средние почвенные образцы, состагленние из 10 индивидуальных.

Потенциальную аммонифицирующую способность определяли в све-жеотобранной почпе по скорости накопления аммонийного азота за 7 суток н пересчете на 100 г абсолютно сухой почвы. Для этого иэ почвенного образца отбирали 2 пробы. В одной , из них определяли начальное содержание аммонийного азота, с помощью поточного анализатора " sítale г " п влажность термовесовым способом ("Аристовская, Владимирская, Голлербах л др., 19^2), н в другой определяли эти же показатели, но после' кбмпостированил с 2 % гороховой муки при, ■ температуре 2В°С и влажности 60 ? от полной влагоепкости в течение 7 суток.

Потенциальную нитрифицирующую способность определяли также в свежеотобранной почвэ по скорости накопления нитратного азота за 21 суткя в пересчете на 100 г. абсолютно сухой почны. Для. этого из почвенного образца отбирали пробы. Одну из-них высушивали ири температуро 10С-105°С, а другую подвергав компостированию с 0,1 ' (ин4)гзо^ и 0,2 % СаСОд при температуре Й6°0 и влажности SO ? от ПЬлчо" влагоемкости л теченио 21 суток. После ком-поетироздния jiow также внсувашали при тег-шературо Ю0-105°С. Пог;ле этого кпк в исходной гробе, так и в прокоетгаетирогсшной определяли содержание нитратного азота с помоцью поточного ана-линч тора '' Skaiar ", предварительно измельчив почву с просеиванием чррез сктс о .аиа'лзтром стлерстий 2 мм.

Акгивнооть кислой и щелочной фоефатаз определяли газифицированным способом Галотпча' и Арутюяяна ÍTC?S). При атом по' окончании рррментагириоГ: реакция в-колоу добавляли 0,8 М растпор Н-ВОд я 0,1 К раотпо'» CfíSL¿ (Гелузр, Гинзбург, I97r', 1979).

ARTüiMoen» кмтаааэчг определяли модюоявдчюявниым газометрк-чоокжл оиоссОип Гилстлиа (Уаппен; 1975). ¡Лоди?икаипя зшутчаяаеь п том, что риалц;:^ лро«од>ш1'в оояудо, предназначенном для определения днтшгия н приборе Пфбургн ! шутрпчи:;!) созудик кря этом удаляй).

• Содержать р\слочнорнстpopимого, а так*е ^одораотзориглого губ ,

¡.¡уса определяли по методу Тюрина в модификации ЦИНАО ТОСТ 2>'5213-64) соответственно в щелочной вытяжке (фильтрат, полученный после встряхивания в течение .20 минут 25 г почвы с 50 мл I н раствора ' Ш'О и водной вытяжке ("Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями, .1963).

Содержание аммонийного к нитратного азота определяли н солевой вытнжке (40 г почвы и 100 т I ( раствора к230^) с помощью поточного анализатора " 31са1аг ".

Остальные показатели определяли иэъестными способами.'При втом активность ферментов определяли в свежеотобранкой почве, ■ отобранной на делянках полевого опыта, а также в воздушно-сухой почве, отобранной на защитной полосе.

Все результаты приводили к массе абсолютно сухой почвы. ,

При статистической обработке количественных показателей ^рассчитывали доверительный интервал на 5 Ъ-оы уровне значимости, предполагая, что данные численности микроорганизмов подчиняются закону распределения Пуасдона ("Теппер, Шилышкопа," Переверзева, 196?;, # а остальные изученные показатели - закону нормального распределения Гаусса (Глотов, Животовский, Хрванов, Хромов-Борисов, 1982). ' ' . • ' .

РЕЕУДЛАТЦ ЖСЛВД0ВАНИЙ И ОВСУЗДШШВ

I. Влияние явдкого аммиака а а шкрофаору л биохимические процессы ■ , в черноземе выщелоченном . '

Внесенный в дозе 180 кг/га ааота жадик ьшиак распространялся в почве локально - не далее 10 см ( индикация реактивом Несле-ра). При расстоянии между инжекторами 32-38 см создавалось чередование полос почвы шириной около' 20 см,' подвергшейся воздействию жвдкого аммиака, а также полос почвы шириной около 12-18 см, не. ■ подвергшейся его влиянию. При этом наибольшая часть внесенного' аммиака закрепилась в зоне радиусом около 2,5 см от точки внесения, а также в борозде, оставленной'стойкой рабочего органа аппликатора. Бта наиболее концентрированная зона удержания аммиака составила около 2 % от-всей трцдцатисантимстровой толщи пахотного бдоя.'

'- -В зонах наибольшего удержания аммиака радиусом 2,5 см в 1-ый день наблюдений концентрация'аммиачного азота возросла в-50 раз и достигла вначения 214,7 мг/кг'. При этом значение рН почвы .пошец- . лось с 5,5 до 7,1, окислител! но-восстановктелпюго потенциала ВЬ/ снизилось с ЬК до 362 мв,' содержание водорастворимого гумуса ьозросло в 1,8 раза, а адлочпогидродигушого органического'азота -

" С

почти в 3 раза по сравнению с почвой, не подверг сю Кс я влиянию жидкого аммиака. На 5-нй, а также на 20-и¡1 день отмечается стремление' атих 'показателей к'значениям, наблрдариимея в почве между зонами удержания аммиака. В это же время содержание нитратного азота возрастает, чго ягллется результатом активизации процесса нитрификации. К 20-му дня? наблюдений его содержание уже в 7 раз превышало значение в почве между зонами удержания и составляло 33,6 -мг/кг. Кроме того, на 5-ый день наблюдений отмечалось достоверное повышение подвижности калсл.

Изменения температуры, влажности, показателя гН^, а также содержания подвижного фоа£ора и целочнорастворимого гумуса не достигали статистической достоверности. ' '

Под воздействием высоких концентраций токсичного аммиака в зонах удержания и перпнй день наблюдалось резкое снижение численности различных групп микроорганизмов, что можно объяснить только массовой гибелью вегегиругщих клеток. При этом численность бактерий, учитываем?« на ША и КАА, аммонификагоров, олигонитрс^ильных бактерий, авготро1инх нитрификаторов, маслянокислнх клострипий, анаэробных аэотфш'.саторов, целлюлозоразрушащих микроорганизмов, акгиномпцетор, а также сахаролитических микромицетои снижалабь в 1,1-4,0 раз, а численность денитрифщгрумцга бактерии - в 7-86 раз. В дальнейшем наблвдалосг, преимущественное размножение определенных групп микроорганизмов, что, в свою очередь; привело к перегруппировке микрофлоры в почве зон удержания, аммиака. Очевидно, первоначально'? про имущество получают группы микрооргачигмов, къто-рк;; оказываются наиболее ¡приспособленным» к попншеннш концентрациям аммонийного аиста, всдораотюримого гумуса, к насыщению органического вещества аммонийным азотом, повышению рН, а также снижению окислительно-восстановительного потенциала. По мере изменения условий среды обитания в почве зон удержания аммиака в процессе' жизнедеятельности микрооргана^мол изменяется и структура комплекса почвенной мга-:ро>лори. - .'

. Таким образов, внесение умеренных доз жидкого аниака не может; вызвать катастрофических необратямнх изменений в структура комплекса почвенной микрофлорн, что объясняется локальностью его воздействия. Несмотря на то, что п 1-ий день в почве зон удержания аг<г«'ака наб."юд"1.йтел массовая габель тготгрурччх клеток под воэдоНстви-.-м его токе ичних 'копцештаций, в дальнейшем набл&даетоя .сукцессия микромеры а соответствии с изменяющимися условиями срок» обитач:;-;. »юпт^-Мов взаимодейстьпс мгорофлорн со средой

обитания способствует восстановлению биологического равновесия. Как известно, Гомеостаз зкосистеми обеспечите г триединый ноток через нее ьещества, энергии и информации <Одум, IS75). »едкий аммиак является для микрофлоры одно временно и источником вещества, и источником шергии, и источником mn^pMaipui.

Изменения, происходящие в микрофлоре под воздействием жидкого аммиака, в некотором роде- подобии изменениям, kotcpejö наблюдались при воздействии на почву атмосферным аммиаком ''Долгой, Пав-люкова, Гришко, 1985), аммиачной водой (Мирошниченко, 1958), щелочью (ЗаОорских, Немироаа, 1971), нагреванием,- высушнанием, а. таксе фумигантами (Израильский, Рунов.- 1925; .Щепетияьиикома, Ма-кустин, 1939; Пошон, Еаржак,_В60,\ Ladd, Brisbane, Butler, • 1 Amato, I9?5; Ridge , 1976; Rovlra , 19г<£). Под воздействием перечисленных факторов наблюдается массовая гибель вегетируицих' клеток, которая сменяется сукцессией выживших микроорганизмов. Такая реакция на повреждающее воздействие была назана агентом частичной стерилизации, почвы. Конечно, в зависимости от' природы воздействующего фактора могут набледаться особенности как гибели, ■ так и дальнейшего размножения разл иод их трупа микроорганизмов. Тем не менее, можно утверждать, 1 что' жидкий аммиак, как и любой другой биоцвдный фактор, локально• воздействующий на почву, вызывает вф-фект частичной стерилизации, проявляющийся в сукцессии выживших • микроорганизмов в соответствии с изменяющимися условиями среды обитания. В более общем виде подобную реакцию биологической системы на повреждающее воздействие, при котором она только временно утрачивает способность к нормальному функцион иропанию с последующей репарацией гомесстаза, принято называть'стрессом, а.воздействующий фжтор - стрессором (Ждан-Пуыкина, 1983). Отсюда следует, что по отношению к почвенной микрофлоре жидкий'аммиак является стрессором. • ' -

В почве зон удержания н первые 5 дней наблюдается полное блокирование уреазы. Данный э!фект можно, объяснить тем, что повы-' шейные концентрации аммиака инактивируют фермент цс принципу отрицателиюй обратной'связи, если рассматривать амглиад« в каче-. стьй продукта гидролиза мочевины. При этом .также отмечается достоверное повышение активности амилаз и илвертазы, а также тенденция'к повш'-сиию•'активности нротеаз. Увеличение активности'амилаз и инвертазы можно объяснить тем,, что..повышенные концентрации минерального азота'индуцируют синтез и ьцделениэ в кочну э*гих ги-дролаз для обеспечения вьксившх клеток микроорганизмов доступным

[сточниксм углерода. Кроме того, активность, швертази ноложи-•ельно коррелирует с содержанием подвижного гумуса в почве (,\дип~ ап;:рош, 1969; Хаз йен, 19Ь2), содержание которого в почве зон ■держания аммиака а первый день возрастает, Актишюсгь протеаз южет повышаться в соответствии с увеличением рН, так как извест-ю; что оытшлум данного показателя для протеаз лежит выше 7,0 Уазиев, 19%, 1982). Кроме того, 'по данным Уазиева (1РР2) актль-ость почтенных протеаз положительно коррелирует с содержанием .егкоп-шрелппуемого, а также аммонийного азота, содержание кото-1нг я почий зон' удержания возрастает». В дальнейшем активность ¡тих фермштсь стремите» к значениям в почзе между гона!,га удерка-шя. Ахтиглосгь же кислой и щелочной фосфатап, а также каталазм • ¡стаетсл без существенных изменений вплоть до 20-го дня нлблвде-

[ИЙ. '

!. Микрофлора и биохимические процессы в чернозёме выщелоченном при систематическом применении жидкого аммиака

Исследования, проведенные в течение А лет на одном поле, ползали, что на варианте с применением жидкого аммиака а-пахотном злое почвы формируется комплекс микроорганизмов, отличающийся от варианта с но к,мнением аммиачной селитры.! При этом, почти во вое 2роки наблюл,(.'И'.ч! отмечалось достоверное 'преимущество в размножении олигонитро ¡¡ильных бактерий. В'4 случаях наблюдений из 9 навидалось достоверное преимущество в размножении аптотрофшлс нп-грифккатороа, а также актиношщетов. Кроме того, в случаях . шблюдений из 9 наблюдалась тенденция к прешлущественному размножению денитрифицирующих бактерий, маслянокислых' клострццип, анаэробных азот-фиксаторов, а таете микромицетов» Наконец, в 2 случаях Наблюдений из 9 отмечалось достоверное снижение численности бак-серий, учитываемых на МЛА, а.в 4 случаях - бактерий, учитываемых та КАА. Численность целлюлозоразруШамцих микроорганизмов, среди (огорых доминировали актшомицетн, в 3 случаях наблюлени;! из 9 ■ юстоверно I - достоверно снижалась. Изменения в'

численности ^«^(^»(^ег'а не достигали статистической доетоиерно-

ЗТН. .'"■';.

Изменения в структуре комплекса почвенных микроорганизмов показывают, что зквдкиК аммиак, в отличие от аммиачной селитры, яьльнео-активизирует жизнедеятельность микроорганизмов* участлую-цих и трансформации аммонийюго азота - нитрифицирующих и деинтри-фицирущиу, что находится в полном соответствии с известным прин-

ципоч Ле-Й&гелье. При ртом также активизируются микроорганизмы, участвующие на более поздних этапах трансформации органического ветэства - актииомицетн, целлклозоразрушители, спорообразущие бактерии, а также олиготроТпые микроорганизмы. На интенсивное разложение перечисленных группировок микроорганизмов на более поздних этапах трансформации органического вещества указывают ра-боти Мгаиустииа и Тимофеевой (194*), Красилькю'.ова и Никитиной (1945), Мииустина С1948, 1972, 1975, 1982), Теппер Г1949),. Рыбал-к иной и Консненко <1959), Кононовой С1963), Аристовской С1965, 1960), Никитина и Никитиной С197В), а также Мииустина и йодева (1987). Отсюда можно предположить, изменение качества органическо) ; вещества в пахотном слое почвы под воздействием жидкого аммиака I с равнении с аммиачной селитрой. И действительно установлено, что растешм при этой накапливают большее количество азота с. одновре-меннш снижением содержания безапоЛтстык запасных органических веществ. Отсвда можно предположить, что применение жидкого аммиака по сравнению с аммиачной селитрой назовет большее накопление аздта, но меньшее безазотистых органических веществ и в корневнх, а также в пожнивных растительных остатках.

Систематическое применение жидкого аммиака в I случае наблюдений из 9 вызвало достоверное снияенке активности кислой фосфа-тази, а также каталазыв пахотном слое чернозема выщелоченного по сравнению о применен нем аммиачной селотрц. Активность инвертазы лр.и этом в I случае наблюдений из 9 достоверно повышалась, а в • I - достоверно снижалась. Активность жо уреазы, щелочной фосфа-таэн, а также суммарная активность амилаз и протеаз существенно не изменялась при. замене аммиачной селитры жвдким аммиаком.

Систематическое применение жидкого аммиака по сравнению с аммиачной селитрой в I случае наблкшений из 9 достоверно снизило потенщшьну» адаонифиц^угацу*-! способность почвн всей толщи пахотного горизонта. Причем в последействии удобрений значения данного показателя существенно не изменяются. Такте' не достигают статистической достоверности изменения потенциальной нитрифицирующей способности почвы мезнлу вариантами с применением жидкого аммиака и аммиачной селитры.- Интенсивность же разложения клетчатки иод влиянием систематического лпименения жидкого аммиака по сравнению о аммиачной селитрой в 1 случае наблюдений из'6 достоверно повышается, и в осташ-ных - отмечается тенденция к повышению. Изменения в интенсивности биохимических процессов хорошо согласуются изменениями численности гас возбудителей. . -

Внесение дефеката в сочетании с жцпкэд аммиаком существенно е отражается на численности бактерий, учитываемых на !ДИА. Другие эученные группы микроорганизмов отзываются на этот прием. Так, I случае наблюдений из 9 достоверно повышается численность де-яюлозоразрушающкх микроорганизмов. Чаще дефекат оказывал поло-ительное влияние на жизнедеятельность бактерий, учитываемых ни АА. В то же иремя, в I случае наблюдений из 0 достоверно снижайся численность актиномицетов и более, чем в 2 раза - численность знитрифшугрующих бактерий. Можно отметить болеа частое отрица-влькое влияние- дефеката на численность олигонитрофгаьннх бак'со-и#, маслянокислых клострвдий, автотро^инх нитрификатороп, а так-э актиномицетой. .

Дефекат, внесенный на фоне жвдкого аммиака, не оказал оуще-гвенного влшшия на интенсивность разложения клетчатки, а также а дотеициальную нитря^ицирушую способность. Вместе с тем, в I* пучае наблюдений из 9 отмечалось достоверное снгосение потенпильной аммонифицирующей способности почты. В 4 случаях наблюдений э 9 достоверно повышалась активность щелочной фосфатазы, в 2 -;стоверно снижалась активность 'инвертазы, а в I - достоверно по-аиллась активность каталазы.

. Изменение агрохимических показателей,чернозема ывделсмениого под воздействием систематического применения жидкого ашлака

На варианта с систематически;.! применением жвдкого аммиака по завнению с аммиачной селитрой на 5-uii год отмечается достоверное лишение гидролитической кислотности от 3,1 до 3,8 мг-ькв./ЮО т. го привело к достоверному снижения степени. насыщенности почвы яюваннями с 93,9"до S3,6 t. При 'отом достоверно повивается и удержание щелочаорастворимой фракции гумуса от ISO-до 229. p/IOO г. Изменения pli солевдй вытяжки, суммы поглощенных осно-ишй, содержания ^дуса, в- юя числе водорастворимо«! фракции, злочногкиролизуе.мого азста, подвижных .форм 'фосфора и кали.-f меж-I вариантами с систематическим пршеиегшеч жидкого аммиака и ам-шчной.селитрц не достигают статистической достоверности.

Дополнительнее внесение дефеката сникает подкисленио, ьыз-шпо'е применением кгдкого аммиака,. но поливает содержание во-фастворакого i'j-куса. .'

, Влияние систсматичеЬкого применения жидкого аммиака'на формирование урожая

• Как hOi'.ar<muFir результат!/ иропщ<зичих иссдедокииШ, агроно- '

мическат Е!|фектигяость жвдкого аммиака в сравнении о аммиачной селитрой зависит от возделываемой культуры и метеорологических условий вегетационного периода. Taie, на варианте с применением жвдкого аммиака по сравнению с аммиачной селитрой продуктивность сахарной свеклы и ячменя снижается, а продуктивность кукурузы возрастает. При этом, в более засушливый год снижение продуктишо-стк сахарной свеклы выражено в большей степени, а повышение продуктивности кукурузы выражено в. меньшей. Так, недобор массы корнеплодов сахарной свеклы в среднем за 1984-1965 г,г. составил 30 ц/га, а в более засушливый 1984 г. - 48 ц/га. Недобор массы зертн ячменя в I96S г. составил 5,7 ц/га ("последействие удобрений). Прибавка зеленой массы кукурузы в среднем за 1966-196? г.г. составила 21 Ц/га, а в белее засушливый I98S г. - 15 ц/га. Очевидно у словил для выращивания сахарной свеклы и ячменя на варианте с применением жидкого аммиака хуже nô сравнению с аммиачной селитрой. '

На варианте с применением жидкого аммиака также снижается jкачество растениеводческой -продукций. При этом снижается накопле ние запасных безазотистых орган;гаеских веществ и повышается нако пление нитратов. -Так, на варианте с применением жидкого аммиака но сравнению с аммиачной селитрой на 0,4-0, V снижается сахарис тость корнеплодов сахарной свеклы, на 2,7 % .снижается содержание крахмала в зерне ячменя, на 0,1-0,5 % снижается содержание жира зеленой массе кукурузы. В то же время, содержанке нитратного азо та повыиаегся в зерне ячменя в 1,3 раза, но остается в пределах Щ1К (Крищеико, 1983), в солсмэ .ячменя - в 33 раза, что ь II раз BHjie ЩК, в зеленой масса кукурузы - в 1,4 раза, ко остается в предела* верхней границы ЩК, В ботва сахарной свякльг нитратов накапливается в 7-2Г раз выше ГЩК как на варианте с жидким аммиаком, т'ак и на варианте с аммиачной селитрой.

Как известно, накопление запасных безазогистых органических веа;есгв в растении снижается в связи с расходованием их на связ.ч 'паино аммонийного азота, поступающего из поквн СТташот, 1981;

12&'j; JV-рилеш-о, Г/сел, Hmrnma, Хоффманн,■I9F6; Крето-1.-«'-», l'A-"). Л н:1г;о!1лс>нда иш'рятом в растениеводческой продукции пг.о-;о'/;г!'у.'ч' !-:;:?,нэтрагредуктазная нклшюсть' расгвикй, а таи vi î'jîîuivi: ниграпюго азота ь шт-о (Барсуков, i9t'6; Брей, IS85} i :чп.-т, Носм.ггная и др., i9B;- Крегоиич, Il'BV). Избыток ¡i.nvAi'urT) азот в почве, в спою очередь, образуется не только ни» r.",tглм ц.!т;<атиих удобршшй, а и благодаря стимул фо шит мин«

рализационных процессов, а также инглбированию..ишобилизацшшнх (Тар вис, Ливанова, Г.;84).

Применение известкования в сочетании с жидким аммиаком повышает продуктивность сельскохозяйственных культур в благоприятные по метеорологическим условиям годы и снижает их продуктивность ь более засушливые. Вместе с тем, известкование не способствует повышению качества растениеводческой продукции.

ВЫВОДЫ

I. Жидкий 'аммиак, вносимый через инжектор,-распределяется в почве локально. Высокие концентрации его ("более 200 мг/кг) создаются в зонах удержания радиусом около 2,5 см по ходу инжектора, что составляет не более 2 % от всей тридцат«сантиметровой толщи, пахотного горизонта.

• 2. В зонах удержания аммиака существенно изменяются-кислотно-основные, окислительно-вос тановнтельные свойства почвы, подвижность и качество гумуса, а также подвижность ионов калия.

3. Явдкай аммиак является стрессором и вызывает в зонах удержания эффект* частичной стерилизации почвы. Б результате, этого первоначальное резкое снижение численности микроорганизмов сменяется перегруппировкой'я сукцессией выживших микроорганизмов в соответствии с изменяющимися условиями среды обитания. ,

4. В зонах удержания аммиака временно повышается активность инвертазы, амилаз и протеаз, а также инактивируется уреаэа. Активность же кислой и щелочной фосфатаз, а также каталааы под воздействием жидкого аммиака существенно,не изменяется.

.5..Систематическое применение в качестве азотного удобрения квдкого аммиака обусловливает некоторые' особенности формирования комплекса микроорганизмов в пахотном слое чернозёма выщелоченного но сравнению с аммиачной селитрой. При этом, в почве создаются более благоприятные условия для размножения микроорганизмов, участвующих в транс-формации аммонийного азота, а также на более поз" дних этапах трансформации органического'вещества. Это приводи^ к торможению процесса аммонификации, а также к интенсификации процесса разложения клетчатки.;При этом наблюдаются случаи снижения активности-каталазы, а также кислой фрсфитазн. ■

6» Систематическое применение квдкого аммиака в большей степени, чем применение аммиачной селимы,'повышает гидролитическую кислотность в пахотном-слое чернозема выщелоченного.'Это.способ-

ствует снижению насыщенности почвы основаниями. При стом таете повышается содержание щелочнорастворшого гумуса.

?. Агрономическая эффективность жадного аммиака ио сравнению с аммиачной селитрой различается в зависимости от вида сельскохозяйственной культуры, а также метеорологических условий согетаци-онного периода. Так, жидкий аммиак более эффективен при выращивании кукурузы на силос, но менее - при выращивании сахарной свеклы и ячменя. В более засушливые годы еффектишость жидкого аммиака по сравнению с аммиачной селитрой снижается. Вместе с тем, жидкий аммиак способствует большему накоплению нитратов и снижению запасов безазотистых органических веществ в растениеводческой продукции, что приводит к снижению ее качества.

8.. Применение на фоне жидкого аммиака дефеката способствует перегруппировке комплекса микроорганизмов, изменению интенсивности и направленности биохимических фоцеЬсов в пахотном слое чернозема выщелоченного в соответствии с изменяющимися условиями . среды обитания. При этом значительно снижается подкксление почвы, _но.повышается содержание водорастворимого гумуса. Продуктивность культур повышается при известковании только в более благоприятные по метеорологическим показателям годы. Вместе с тем, известкование не способствует повышенна качества растениеводческой продукции,

' 9. На оснований проделанной работы можно констатировать, что ;несмотря на преимущества жидкого аммиака в производстве, транспортировке, хранении и применении, он оказывает отрицательное ; воздействие на плодородие чернозема выщелоченного даже в сочетании с известкованием по сравнению с аммиачной селитрой. Отрицательное влияние на урожай жидкого аммиака по сравнению с аммиачной селитрой усиливается в более засушливые годи.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Дюпка В. Аммиак и плодородие почвы // Знамя (Белгород). -198?. - II авг. (рекомендуют наука и опыт).

2. Цюпка В.П., Богомазов Н.П. Микрофлора чернозема вшцелоч ченного при замене аммиачной селитры безводным аммиаком в зерно-свекловичном севообороте' в условиях Центрально-Черноземной зоны // Вал. ШЩ с.-х. микробиологии. - 1987. - Я 48. -С. 39-41'.

3. Цюпка В.П., Богомазов Н.П., Курак.ов В.И. Микробиологические и агрохимические свойства чернозема выщелоченного и урожай сахарной свеклы при внесении аммиачной селитры и беаподиого амми-

ака // Науч. основы интенсив. технологии ваз целы («ния сахар, свеклы : Сб. науч. тр. - Воронеж, 1987. - С. 72-80.

4. Щгака 3.11., Богомазов Н.Г1. Влияние систематического применения жвдкого аммиака на плодородие выщелоченного чернозема и качество растениеводческой продукции. - Белгород, 19£8. - [3] с.'- форм. листок / Белгор. межотраслевой территориал. ЩТИ и пропаганды; М <¡53-61:0.

5. Цюпка В. Жэдкий аммиак: "за" и-"против" // Белгор. правда. - 19£8. - 3 нояб. (Наука - производств1/).

6. Цюпка В'.П., Круглов Ю.В., Великанов Л.П, Влияние безводного аммиака на микрофлору и ферментативную активность чернозе-, мов // Бш. ВНИИ с.-х. микробиологии. - 196В. - № 50. - С. 13-16.

7..Цюпка Б.П. Влияние систематического применения безводного аммиака в качестве азотного удобрении на микрофлору и биохимические, процессы чернозема выщелоченного // БюЛ. ВНИИ удобрений и агропочвоведепия им. Д.Н'. Прянишникова. - 1589. - 3 92. - С. 7378. ' ' ' ,

8, Цапка В.П. Применение жидкого ашиака // Химизация сел. чоз-ва. - 1989. - Л 5. - С. 65-68.

9.. Цапка В.П. Способ онределенил аммонификационной способности почвы. - Белгород, 1989. - [3} с. - (Пнформ. листок / Бел-гор. межотраслевой территориал. ЩТИ и пропаганды; II 194-89).

10. Цюпка В,II. Систематическое применение жидкого; ашиака на выщелоченном черноземе // Вестн. с.-х. науки. - 1989, - В 10. -

133- 135.

11. Цюпка В.П. Способ определения нитри^икационнсн способности почвы. - Белгород, 19Б9.. - [з] с, - (йнформ. листок / Ьелгор, межотраслевой территориал. ШТИ и пропаганд!!; Я 280-89).'.

12.' цгака В.П. Влтша дефжата, 1 несенного на фоне жидкого ашиака // Хймизаодя.сол. xo.T-i.ia. - 1950. - & 8. - С. 5Л-ГЙ.

13. Цк^Ка В.П. А. с. СССР, 'МП5 0,01 И Г1/24. Способ определения нитрифицирующей способности почвы. - 1031. - [2] с.

1С