Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ОСОБЕННОСТИ МИКРОФЛОРЫ ДЕРНОВО- ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ГОРОХА В СЕВООБОРОТЕ И МОНОКУЛЬТУРЕ

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ МИКРОФЛОРЫ ДЕРНОВО- ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ГОРОХА В СЕВООБОРОТЕ И МОНОКУЛЬТУРЕ"

'ШЗ

всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии васхнил

ОСОБЕННОСТИ МИКРОФЛОРЫ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ГОРОХА В СЕВООБОРОТЕ И МОНОКУЛЬТУРЕ 03.00.07 — микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

ЕРМОЛИНА Алла Васильевна

ЛЕИИИГРА 1981

о

¿3

иь? /'У

КОГ

Работа выполнена в лаборатории взаимоотношений почвенных микроорганизмов и растений Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии (г. Ленинград).

Научный руководитель — кандидат биологических наук Берестец-кий О. А.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Аристовская Т. В.; кандидат биологических наук Черняева И. И.

Ведущее учреждение — Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева.

Защита диссертации состоится « 1981 г.

в / 3 час, -3 & мни на заседании социализированного совета (К 020.26.01) по присуждению ученой степени кандидата биологических наук во Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной микробиологии по адресу: 188620, г. Ленинград—Пушкин, 6, шоссе Подбельского, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

Л. Ф. Васюк

ОБСЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛЬОТЫ

Актуальность проблеми.ГлавноЙ задачей, поставленной ХХУ1 съездом КПСС перед сельским хозяйством является всемерная интенсификация сельскохозяйственного производства, значительное увеличение роста урокзЛиости с ель с кох о з яйс тве ин ьх культур и повышение плодородия почв* В связи с интенсификацией земледелия особое значение приобретает разработка и внедрение^ специализированных севооборотов» Возникает потребность пересмотра существующих севооборотов в сторону максимального насыщения их о оно ваши культурами или дане бессменного их выразиваш:с. Однако при практической решении этого вопроса в ряде случаев наблюдается значительное снимание урозаев на почвах в достаточной мере обеспечении; элементами питания и влагой. Такое явление очень часто имеет место при бессменной выращивании сельскохозяйственны!: культур. В этой случае неудовлетворительный рост и развитие растений объясняют почвоутомлением.

исследования» проведенные как в нашей стране, так и за рубежом, показывают, что одной из причин почвоутомления является биологический фактор, в частности жизнедеятельность почвенных: микроорганизмов (Кук, 1970; БерестецкиЙ, 197в; Воробьев, 19?6)* Вместе с теы вопрос о влиянии отдельных сельскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и в севообороте на ыикробиые сообщества почв до настоящего времени остается недостаточно изученный, и, особек :о, для Северо-Западной зоны РСФСР.Поэтому необходимы дальнейшие исследования взаимоотношений «езду растениями, микроорганизмами и почвой, что в дальнейшем облегчит разработку мет борьбы с почвоутомлением, кроме того послужит теоретической основой для развития учения о севооборотах.

Зачачи исследований. В задачи исследований входило выяснить влияние способа возделывания яровой пшеницы и гороха (бессменно или в севообороте), биологических особенностей растений при внесении минеральных и органических удобрений и без внесения на: I.численность и состав микрофлоры дерново-подзолистой почвы и ризосферы..растений; 3; скорость раз-

<"■<'•• I 8

множения бактерий и продукцию их биомассы; 3, формирование микробных паАЗййеЙ почвы; 4. интенсивность некоторых биологических процессов (НИТРИФИЦИРУЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ, целлшозоли-тическую активность, выделение углекислоты).

Научная новизна» Вперено для Северо-Западной зона РСФСР изучены особенности микробного сообщества дерново-подзолистой почвы и ризосферы яровой пшеницы и гороха в условиях монокультуры и севооборота. Установлено, что севооборот и монокультура оказывают разное влнание на соотношение численности отдельных групп почвенных к ризосферных микроорганизмов, характер их биодинаьшки. Показано, что численность бактерий, олигонитрофилов, бацилл, целлюло з о разл агаю вдк микроорганизмов в прикорневой зоне растений в период их интенсивного ве-гетирозалия г севообороте значительно вша, чем в монокультуре, Численность грибов, наоборот, снижается.

Продуктивность (время одном генерации) бактерий и общая продукция их биомассы в почве и прикорневой зоне растений также вше в севообороте, чем в монокультуре.

Структур« микробного сообщества почвы (качественное разнообразие микрофлоры и иикрофауны) заметно упрощается в монокультуре, по сравнению с севооборотом.

Установлено специфическое влияние изучаемых культур, возделываемых бессменно на микрофлору почвы и ее активность, Под горохом биогенность почвы и интенсивность биологического превращения веществ значительно выше, чем под яровой пшеницей.

Практическая значимость. Результаты исследований использованы для научного обоснованна и разработки севооборотов в условиях Северо-Западной зоны РСФСР.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на научной конференции "Пути изучения и рационального использования почв Нечерноземной полосы" (Ленинград, 197$), научной конференции молодых ученых ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (1977), научной конференции молодых ученых сельского хозяйства "Вклад молодежи в интенсификацию земледелия Нечерноземной зоны" (Ленинград,1973).

рубликздиц. По шхериалам диссертации опубликовано 4 статьи. '

Объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора . литературы, ,5 глав/ выводов по каждой главе, заключения в общих выводов» иглокена на 172 страницах машиполисного текста, содержит 16 таблиц в тексте и 12 таблиц в приложений, II рисунков и 4 листа микрофотографий» Ст.оок литературы включает 346 наименований, в той чиоле 91 работу инистратшг авторов.

. ОБШТЫ Л 1ЛЗТ0ДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проводились в течение 1976-1978 гг, в полевой опыте лаборатории севооборотов Северо-Западного науч-ио-исследовательскоро института сельского хозяйства, заложенной в 195& году на дерново-средне—подзолистой сдабоокуль-туренной легкосуглинистой' почве*:

Для исследований были взяты две сельскохозяйственные кулыури - яровая пшеница к горох, лри выращивания их бессменно и в шестипольном севообороте со владужщии чередованием культур: многолетние травм- озимая рожь - картофель - горох - кукуруза - яровая пшеница о подсевом многолетних трав. Изучаемые кулы/рн выращивались на фоне без удобре- , ний и при внесении на I га 10 т навоза+ р60 ^60*

Отбор почвенных и растительных образцов проводили в течение'вегетационного периода по фазам развития растений: для' яровой шешщы - кущение, цветение» колочно-вос-коваа спелость; для гороха - вскоды, бутонизация, созревание* Согласно-имеющийся гетоднкак изучения ризосферной микрофлоры определяли количество микроорганизмов: а) в почве без растений; б) в ризосферной почве, которая находится вокруг корней (в среднем на расстоянии до I см) а отделяется от них путей встряхивания; в) в почве прикорне^ вой зоны, непосредственно прилегающей тонким слоем к кор-

ням# при определении общей численности микроорганизмов ii их группового состава применяли методы посева почвенной суспензии на твердые питательные среды (ПА, ША, КАА, Ш1А + СА, Чапека, Эшби, Аристовской, Гетчиасоиа). 5

Определение скорости размножения и продукция бактериальной биоиеосы проводилось кетодои косвенных расчетов на оснозании данных ежедневного количественного учета почвенных и; ризосферных бактерий (Аристовская,1972). Ежедневный учет численности бактерий проводили в I97S г« (о I по га августа) прямым методом С.H.Виноградского в модификации О.И. Шульгиной (1927) о предварительной десорбцией клеток (Звягинцев и др., 1966). Параллельно проводились наблюдения за температурой и влажностью почвы. ' 1 ' '

Изучение микробных пейэалей проводили в IS78e(c 15 июля по 30 августа), используя капиллярные пвдосколы Перфильева-Габэ (1961). Перед помещением в почву стенки капилляров покрывались тонкой плёнкой агарпзованной почвенной вытяжки (концентрация агара 0,Ifi). Дальнейшая обработка ячеек капилляров производилась в соответствии с указаниями Т.В.Аристов-ской (IÎS5)»

Нитрифицирувщую способность определяли общепринятый иетодом (Теппер и др., 1972), целлюло з оли ти ча скуа активность - «гетодзи закладки льняной ткани в пахотный слой по И.С.Воотрову и А.П.Петровой (IS6I), интенсивность выделения углекислоты - на газовом хроматографе JDfti - 72.

Пораяеннооть яровой пшеницы корневой гниль» учитывали в период воходов и моло чно-воековой спелости. Рассчитывали распространенность заболевания {%) и развитие болезни . Для установления возбудителей заболевания проводили биологический анализ пораженных частей растения (Коршунова с соавт., 1976).

Результаты микробиологических анализов обработаны s поиощыо методов математической статистики (Авшарин, Воробьев, 1962| Доспехов, 1973).

РЕЗУЛЬТАТУ ИССЛЕДОВАНИЙ И С ОБСУЖДЕНИЕ

Численность УИКРООРГанЧЗМОВ в почве и В РИбОСФвРе яро-вэй ппзиици и гороха пм вицамиваиии их т. севообороте ц

■ ■ ' МОЛОКУЛдТуре . _

Изучение диимшнн численного составе микроорганизмов род яровой пшеницей и горохск показало, что монокультура и й

севооборот оказывают разное влияние на соотношение численности отдельных групп почвенных и ризосферных микроорганизмов, характер их биодинамики (рис.1,2). При выращивании-яровой пшеницы и гороха в севообороте по сравнению с ионокультурой без внесения удобрений в период.интенсивного вегетировааия растений наблюдается значительное увеличение общего числа бактерий, олиготрофов, о.шгонитрофилов, целлюлоэораэлагающих микроорганизмов, бактерий, утилизирующих органические и минеральные формы азота*

Увеличение численности этих групп микроорганизмов на данной этапе онтогенеза растений указывает на усиление почве севооборота цо били а ацио нных процессов в период, когда закладывается основа урожая. Монокультура в нот период не обеспечивает в,таком объеме, как севооборот необходимых условий для развития растений, что не ыокет не сказаться в дальнейаем на формировг ки урожая. К концу периода вегетации количество этих групп микроорганизмов возрастает в монокультуре. Однако это, по-видимому, уже не оказывает существенного влияния на продуктивность культур» ■

Динамика изменения численности грибов в течение вегетационного периода в почве ионокультуры и севооборота была одинаковой. Однако количество их в фазу цветения вдепици и бутонизации гороха в почве бессменная посевов в 1,5 - 2 раза превышало численности грибов в почве севооборота.'Повышенное содержание грибов, вероятно, мокно объяснить селекционирующий влиянием корнезых выделений пшеницы и гороха в неблагоприятных условиях произростания.

Сопоставляя данные по содержанию слорообразукщих бактерий, мокно также отметить зависимость их распространения от способа возделывания культур. Так,, в начале периода вегетации численность их в почве под лшеиицей, выращиваемой в севообороте, била в 2 - 3 раза вше, чей в почве бессменных посевов (рис.1). По иерэ роста растений численность споровых бактерий в контрольной почве под монокультурой возрастала, в севооборота наоборот уменьшалась.:В прикорневой зоне растений численность спорообразущкх бактерий как в севообо-

I И Ш I л ш

Ейо,X.Динамика численности микроорганизмов в дерново-подзолистой почве при выращивании яровой пшеницы в севообороте и монокультуре без удобрений,

I - бактерии на ПА, 3 - бактерии на ИД,5 - бактерии на КАА, 4 - грибы, 5 - олиготрофы, 6 - олиго.нитро$илы,7 - споровые бактерии, в - целгэлозораэлагашцие микроорганизмы. Условию оооьааченкя:

севооборот: монокультура: контрольная почва; _ контрольная почва;

—,—,— раэоофорна.;; о_о_

--- ризосферная;

прикорневая *•»-«- прикорневая.

По оси абсцисс - фаза развития растения; I - кущение, оцзегеше, Ш - ноло чно-во с ко вая спелость, . в

Рио,2. Динамика численности микроорганизмов в дернови-иод-золимоя почве при выращивании гороха г севообороте и монокультуре без удобрении, " I - бактерии на НА» 3- бактерии на ША; 8 — бактерии на КМ, 4 - трибы, 5 - олиготрофы, 6 - олигонитрофялн, 7 - споровые бактерии,' 8 - целлюлоэоразлагаюцяе микроорганизмы.

Условные оОознечепия:

севооборот: мококулыура;

_ контрольная почва; , . контрольная почва;

о_о_ прикорневая; прикорневая.

По оси абсцисс - фаээ развития растений; I - всходы, П - бутонизация, Ш - созревание.

роте, так и в монокультуре достигает максимального развития в фазу цветения, при этом в первой случае количеотго их в 10 раз вше, чем во втором.

Несколько иная закономерность их развития наблюдалась в 1 почве под горохом (рис.3). По мере роста растений численность споровых бактерий в контрольной почве монокультуры снижается, в севообороте возрастает, что, вероятно, обусловлено своеоб- 1 раэиеу протекания процессов поступления и разложения органических веществ.

Хагаш образои, результаты изучения состава микрофлоры прикорневой зоны яровой павницы и гороха, возделываемых бес- , сменно без удобрений позволили выявить особенность, заключай- 1 щуюся в увеличении численности грибов и уменьшении количества бактерий, участвующих в превращениях минеральных и органических форм азота, оллготрофов, олигонитрофилов, споровых, бактерий и целлюлозоразлагающих микроорганизмов в период интенсивного вегетирования растений.

Полученные нами доикие об изменении соотношения междубактериями и грибами в ризосфере яровой пшеницы дали основание предположить, что неблагоприятные условия для развития сапрофитной микрофлоры могут быть одной из причин более значительной пораженности растений корневой гпилью в монокультуре (99$), по сравнению с сезооооротом (10,5/0•

Влияние сальскохозягогзеиных культур на микройлору

лерново-подзолистоЯ почвы Результаты проведенного нами сравнительного изучения количественного состава микрофлоры почвы под бессменными посевами яровой цшешщы и города и при вырадившши их в севообороте показали," что на содержание шкроорганаз ио в в почве значительное влияние отзывает возделываемая культура. Особенно заметно проявляется селекционирующая роль растений на численность микроорганизмов-при бессменном возделывании. '

Как. ?идно из данных, представленных в табл.1, в прикорневой зоне гороха, выращиваемого в ыококультуре без удобрений, по сравненью с пшеницей наблюдается значительное тп

увеличение общего числа бактерий» олиго ни тро фил ов, бактерий, осуществляющих превращение органических и минеральных соединении .азота. Численность спорообразующих бактерий, участвующих я минерализации труднодоступных органических соединений почвы такие возрастает в почве под горохом. г . .

■ ; Таблица I

Влияние бессменного возделывания сельскохозяйственных культур на численность микроорганизмов в прикорневой зоне растений (средние данные за З года) . -; 1

Куль-і Удоб- 1 Бактерии 6ллк/г> на Олигу-* СпорооЙ- бактерии, тыо/г

тура рения- 1 "ПА ША. КДА нитро-филы,. млн/г Грибы, тыс/г

Яровая пшеница без. удоб-рений 349,6 101,3 131,7 287,9 841,2 110,3

с. удоб-рени- ■ НМЛ 605.2 178 Л 203.7 498. В І2І6.2 267.4

Горох без удоб-■ ре-"' ний 501.1 227.3 422.6 452.5 619.8 109.6

0 удобрениями - 627,3 806,6 544,8 579,4 . '743,3 182,8

Достоверно же это увеличение не установлено, что объясняется высокой вариабельностью их количества в течение иссле-дуемьк вегетационных периодов. Содержание микроскопических грибов в прикорневых зонах растений находилось на одном уровне.

Внесение удобрений нод бессменные культуры по сравнению с неудобренный ¿дном несколько сглаживало разницу между степенью их влипипн на численность микроорганизмов в'

прикорневой зсне растений. Однако специфическое влияние гороха и пшеницы, установленное при возделывании их без удобрений сохранялось и при внесении удобрений.

Установлено, что в прикорневой зоне гороха по сравнению о пшеницей более значительно активизированы процессы, свя-аанные о превращением азотсодержащих соединений, о чей свидетельствует увеличение отношения численности бактерий на КАА к количеству бактерий на ША. В почве под пшеницей более интенсивно протекают процессы превращения углеродсодер-яащих соединений^ что характеризуется отношением числа бактерий на ПА к числу бактерии на ША.

Показано такие, что влияние бэосыенного возделывания растений на численность шшрооргёнизмов проявляется и в почве, удаленной от корневой оистемы. Под горохом наибольшего развития получаю! бактерии, участвующие в превращениях ци-неральных форм азота, под пшеницей - микроскопические гри- -бы.

Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что длительное возделывание [шеницц и гороха на одной и той же месте оказывает определённое специфическое-влияние на развитие отдельных групп почвеннь~: и ризосфер-нызс ми про органи знов, которые обусловливают различную интенсивность биологических процессов. При внесении удобрений специфическое влияние кулыур на изученные показатели сохраняется.

Прроктивнооть баквеоий а дерново-подзолпстой почве при выращивании ярд>во{| пшднины ,и, гороха в севообороте и

цшшашжша

X. Кратковременные колебания численности и биомассы : 'бактерий ■ * ■- При проведении ежедневных учетов численнооти бактерий в почве и пригорневой зоне растений установлены закономерности падения л возобновления иг численности 3 зависимости от способа'возделывания культур, их биологических особенностей и вносимых удобрений,

В севообороте под яровой лиеницей без удобрений кодеба-

ния численности бактерий происходя1; на более ьисокси уровне и о больаей чаотогой по сравнений с монокультурой. íja время наблпдешай-В прикорневой зоне пшеницы, возделываемой в севообороте было отмечено 7 достоверных: подъёмов численности бактерий, в монокультуре - S; соответственно в коитро.тьной почве - й и 4. Минимальное количество клеток за период наблюдений в прикорневой зоне писницы в севообороте составило 8,6 млрд, максимальное - 84,8 млрд,клеток в I г почвы; в монокультуре аналогичные изменения происходили в пределах 3,1 - 27,1 млрд.клеток в I г почвы.

Неоколько иное влияние да ритмику периодачоскмх коле-. Оаний численности бактерий оказывает горох. Ддотзльиое возделывание этой культуры в.бессменных посевах без удобрений не приводит к существенному слкаекяю активности цик-роорганизцав в контрольной почве. 3 СО Ев время, в прикорневой зоне гороха, выращиваемого ¿ севообороте было отмечено 8 досто^ерши подъемов численности бактерий, в монокультуре - 7. При этом количество бактер;.3 в севоооэроте 'изменялось в пределах от 3,2 до 43,7 млрд.клеток - ъ 15 раз; в монокультуре от 3,4 до 32,4 млрд.клеток в I г почвы,хте. всего в 9.раз. Кривые, отражающие изменения величины бактериальной иасоы, в основном соответствуют кривш колебаниям численности бактерий.

Внесение удобрений в бессменные посевы пшеницы значительно усиливает колебания численности и биомассы бактерий, однако в меньшей стеле 1U! чем севооборот. Под горохом интенсивность этого процесса максимальна в вариантах о внесением удобрений под монокультуру.

По наши данным, периодические колебания численно- -сти бактерий кз связаны с изменением температуры и влажности почвы. По-видимому, в зависимости от преобладающего развития той или 1гной группу микроорганизмов в. почве монокультуры ¿ севооборота, á такне характера взаимоотношений ' микроорганизмов с микрофауной и между собой в популяции максимум численности бактерий постоянно иеинется.

: Проведенные исследования показали, что■севооборот, по сравнению с монокультурой*(варианты без удобрений) приводит к более значительным колебаниям численности к биомассы бактерий в прикорневой,зоне растений* Эти различия отражают напряженность-дакробиоло'гических. процессов, протекающих в почве монокультуры и севооборота,

3. Скорость размножения и продукция бактериальной биомассы4

Данные' ежедневных наблюдений были, использованы для расчета скорости размножения бактерий и продукцш бактериальной биомассы. Результаты расчетов, приведенные в табл.2, показы- . вают* что средняя скорость раэшшяения бактерий в почве при возделывании яровой пшеницы и гороха в севообороте без удоб-ре.шй в ,1,5 раза выше, чей в монокультуре. Этому соответст-. вует и большее, чиоло генераций бактерий в почве севооборота.

Внесение удобрений в монокультуре значительно повышает скорость размнокеь^я бактерий. При этом различия меэду монокультурой и"севооборотом сглаживаются. ■ .

СЗщая суммарная продукция биоиасси бактерий в почве и прикорневой зонерастений также.значительно выше в севообороте,, чей в монокультуре (варианты без удобрений).

При сравнении продукции бактериальной биомассы под горохом и тнеаицей отмечены различии.по этому показателю в зоне корней растений. Под горохом продукция сырой бактериальной массы составляла в средней по вариантам опыта 68 мг, а'под пшеницей - 43.мг, Это, вероятно, обусловлено спецификой самого растения.

1акии образом, результаты исследований показали большую частоту возобновления бактериальной биомассы и возрастание общей суммарной ее продукции под культурами, возделываемыми^ севообороте,, по сравнении о вырэдаванлец к: бессменно, что свидетельствует ой усилении мобилизационных процессов в почве при чередовании ьультур.

■ " ..'■.:. .-..V., ■' - 14

Габлвда з ■

Скорость размножения и продукции сырой бкоиаосы. бактерий за 38 дней

Варианты опыта Почва Сееднее Броня генерации, час Число генераций : Продукция, ыг/г почвы

пшеница Монокультура без удобрений к и 50,1 45.4 ' 5,2 7.8 5.7 50.9

Монокультура с удобрениями H П 81,6 35,2 6,0 9,9 63,0

я- « Севооборот без удобрений к, П 33,4 32, Э 3,4 ■ 0.7 7.0 42,5

га, ÇC Севообооот с удобрениями К П 38,С . 29,4 9.7 Хо, S в

Монокультура без удобрения К п 56,3 40,9 5,0 7.6 С,4 52,7

H о Монокультура с удобрениями к п 28,6 20.1 ' 7,5 11.0 13,5

а. О рн " Севооборот без удобрений к п 35,5 30,4 6,6 3,4 9,Г 66,а

Севооборот с удобрениями к п 31.5 29.6 7,0 10,5 11.5 66.6

Примечание ; К - контрольная почва; П - прлкорневая.

Характеристика микробного щНзака почвы под пше- ■ н:шей и горохом

1. Влияние монокультуры и севооборота на микробный .

гейзаа почвы под пщттцей .

Метод капиллярной недоскопии, так rte как и метод посева к прямого счета показал, что в -почве севооборота,по сразнени» с но по культурой активизируется бактериальная

флора. В то т %рвия изучение микрофлоры в естественной среде обитания позволило составить более четкую и полку» картину микробных цонозов,формирувдихся в почве бессменных посевов сельскохозяйственных культур и при воздействии ИХ В 00— вооборото, отметить роль той или иной группы микроорганизмов, наблюдать некоторые особенности взаимоотношений меяду иигрооргашэнаыи. г- .

ЦикробныЙ пейэад почвы севооборота под пшенгцей характеризовался более высоким иачаотвдшши разнообразием и большей плотностью обрасгаккя по сравнению с пейзажем почвы монокультуры,Едя севооборота характерно п риаут (Л вие: разных по морфологии а размерам бактериальных клеток, среди которых отмочены крупные неопорон&мше аалочей и бациллы« Бактерии в большинстве случаев образуют иикроколодат, что указывает на активное оозоешв шш оу<£о?ра1а.З монокультуре бактериальная флора'бшга ■адаоо'Зразпа и бдаа я количественной

отноаеяии» • - .

Микроскопические грибы в почве севооборота баяи пред-

отавлены вегетируводци формами и фориами с обнльнш споро-.ноаением* В монокультуре плотность грибных обрастаний возрастала. Среди ких доминировали грибы в виде плоских пере-кручекикс леях мицелия, лиаенного тургора, а также грибы с патологическими нормами роста, что мог.ет указывать на локальное дэйствиз дзпрессируэдих факторов, которые, по-видимому, влияют также на рост растений. Акхиношцеты в почве севооборота встречались значительно чаде., чем в монокультуре и были представлены задами с прямыми слороносцами.

Характерной особенностью пейзааа почвы севооборота являлось наличие большого количества водорослей,■з то вреия как в.микрообрастаниях почвы монокультуры они встречались довольно редко. ,-.'...'

* Простейший (амёбы н корненожки) более широко были представлены в севообороте.Среди обнаруженных представителей эоофауны преобладали аекатоды, частота встречаемости которых возрастала в почве бессмеяицг посевов. &то мокет служить указанием на неблагополучное фитосанитариое состояние

почвы монокультуры.

Такии образом, микробный пейзаж почвы севоооорота в ка

чественном отношении ¡шел ряд своеобразных специфичныхчерт, ао сравнению о кикробныи пейзажей почвк бессменных посевов. В ней обнаружено наибольшее разнообразие бактериальных форм актипомицзтов и грибов в активном состоянии,проохейаих,обилие водорослей. Для почвы монокультуры характерны однотипная бактериальная группировка, грибы с признаками угнетения роста, нематоды, что может свидетельствовать о оникенш уровня обеспеченности последовательных этапов биологического превращения вецеств в почве.

.2, Влияние монокультуры и севооборота на микробный пейзаж почвы под горохом

Изучение микробных пейзажей почвы под горохом пс^сазало что при возделывании его в севообороте, по сравнении о ноно культурой повышается плотность обрастаний капилляров й несколько возрастает качественное разнообразие состава заселяющих их микроорганизмов. Сред:: иккроулорц доминирующее положение заниааят бациллы и нитевидные формы бактерий. Здесь также многочисленны кокки и неспороиосные палочки. Для большинства видов бактерий распространенный является организованно-колониальный тип питания в почве, что указывает на отсутствие постоянно действующих факторов,угнетающих их развитие. 3 почве монокультуры господствующее положение занимают неорганизованные колонии бацилл. Нитевидные формы бактерий и неспороносные палочки встречаются значительно реже, чем в севообороте.

Плотность грибных обрастаний в севообороте и монокультуре была одинакова. Однако, если 2 первой случае шйроко доминировал грибной мщелий с обильнш спорокошением,то во втором'- грибы находились преимущественно В СОСТОЯНИЙ стерильного" мицелия. ■■■ х

Характерной особенностью микропейзажа почвы под горб» хом можно считать развитие актикомицетов, которые как я почве монокультуры, так и в почве севооборота встречались довольно часто и были представлены видами с «рямыми и П

спиральными спорраосцаш. Ыикросколичесхие водоросли встречались редко, и, по-видимому, не играли существенной роли в формировании какробныу: сообществ в почве. Фауна простейших состояла us аиёб, чаще встречающихся в почве севооборота.Из представителей-, зоофауны ,в почве монокультуры отмечены нема-поди.

Таким образом, результаты проведенных исследований показали, что ыорфоструктурная организация микробного сообщества почвы под горохом слагается в целом из одних и тех не группировок. Но состав активной ыикрофлоры в севообороте отличается более апроши спектром каселящиу почьу форм микроорганизмов, чем в монокультуре.

При сравнении микробных пейзаней почвы под пшеницей и горохом выявлены значительные различия, в микроб-чш: группи-poi;rcct. Почва под монокультурой гороха характеризовалась наличием бацишги нитевидных форс бактерий, тогда как для почвы из-под пшеницы были типичлыии палочковидные формы. Плотность не грибных обрастаний была визе под пшеницей. А^тино-ыицеты более.широко представлены nor горохом. Специфическое влияние культур на структуру микробного сообщества почвы сохранялось и при возделывании их в севообороте. При~ атом в киярообрастаниях, сформировавшихся под горохом появляются дрокки, а.под пшеницейводоросли.

Отмеченная перегруппировка отдельных представителей шикробиоценоеа.почвы в зависимости от биологических особенностей растений иоЕот оказывать различное влияние на процессы трансформации органического вещества почвы.

^иолог^ческая'активность дерново-подзслистой почви при беосценком|иуд?дед^нии q е льсрохозрйственннх: культур ... . и в севообороте

Изучение биологической активности почвы по скорости разлоиения льняной ткани, энергии нитрификации и продуц:1ро- * . вакию углекислоты (табл.3) показало, что длительная монокультура яро во i; пшеницы приводит it значительному снижению биоло-

' . . 'V .... , ". 18

гичеокой активности почвы.

Что касается гороха, го при выр&цч&ания ого в севообороте отмечается тенденция к снинени» показателей биологической активности почвы, причем при внесения удобрений эти различия являются достоверными; Вероятно, в севообороте из столько физиологические особенности гороха как бобовой культуры,сколько влияние предшествующей культуры (картофель под горохом и кукуруза под пшеницей) влияют на биологическую активность почвы. . Таблица 3 Влияние способа возделывания проной пае шиш и гороха на биологическую активность дерново-лодзсластой почвы

(средние данные за 3 года)

Культура Способ возделывания Удобрения 3 штрихиад дущая способность.мг. ,'/0а на 100аг поч вы . • раз-!» ло-ке-ИИ9 тка- - КИ, ' # 'Интенсивность дихання гочза, 1'г С02 на кг/24 часа

Пшеница Монокультура Вез удобрений , , 4.1 Є.7 22.6

С удобренії ЯТ.1ЇІ 14.0 ' 19, ї за: о

Севооборот Без удобрений 17.4 Ії.ї 28.2

С удобре-вирмц „ „, 21.2 40. а

р, % наР0.95 3,5 ' 5.7 4.3 2.8 6,3 4.2

& а, г Иононультур а Без удобрений ю.е 17. С , ЗЗЛ..

С удобрениями 32.5 23.7 45.0

• Севооборот Без удобрений 4,3 14,0 27,9

(і удооре- ШЯіЛІ IX, 5 13,5 '' 32,^4"

г/' * 0,95 И -7.9 БТ; 5,4 13,3 7,з'

Однако, сравнивая биологическую активность почвы под горохом и пшеницей следует отметить* что возделываемые культуры оказывают разное влияние на интенсивность выделения углекислоты, нитрифицирующую и целлюловолитичесную способность почвы. ■, • ' .

В беосменных посевах гороха интенсивность протекания биологических процессов значительно выше, чей под пшеницей, * т.е. проявляется специфичность действия самих культур. В севообороте влияние культур на процесс разложения льнялой ткани и интенсивность выделения углекислоты сглаживается,, а -способность' почвы к накоплению нитратного азе га отановится вше под пшеницей.

Полученные результаты свидетельствуют о более высокой* активности протекания биологических процессов в почве1лед горохом ло сравнение с пшеницей,, что позволяет ©читань данную культуру важным средством улучшения биологического состояния почвы в севооборотах Северо-Западной зоны РС$СР-

овадв ■ выводы

I. При возделывании яровой пшеницы и гороха в монокультуре соотношение различные групп риэосферлых микроорганизмов в период интенсивного ввгетироваиня растений харакхериэуетоя снижением численности бактерий,участ-вуои(кх в превращениях минеральных и органических форм азота, олигонитрбфйлов , бацилл, целлшозоразлагающгас микроорганизмов и увеличением количества грибов. Изменения в соотношении меаду бактериями и грибами могут слудить показателем того, что в почве юзникли неблагоприятные условия для роста и развития растений.

3. В монокультуре пора^енность яровой пшеницы корневой . * гнилью возрастает более чей в 2 раза, по.сравнению с севооборотом. Обнаружены основные возбудители корневой Г1ШЛН1 7ц«вПшк^во1ва1, г^ЪЪошш» 7. сп1шо«ж . 3. Скорость возобновления микробной биомассы и ее продукция

в почве и прикорневой зоне растений, выращиваеиик в сево-

20

г

обороте вьшю, чем л монокультуре, что свидетельствует об усилении мобилизационных процессов в почзе при чередо вашій .культур.

4. В монокультуре под яровой паешщей и горохом структура микробного сообщества почвы зш^тно упрощается. Селообо рот создает условия для активного развития в почве каче ственно разиообразноіі микрофлор:; п иикро^ауин, обеспечи вающей более високую интенсивность биологического круго ворота веществ, чем монокультура. В почве под яровой пшеницей установлены более глубокие различия в структуре микробного сообщества почву, чоі: под горохом.

5. Бессменное воздоливание яровоfi пшеницы приводив к значительному сшшешш нитрификациолиих процессов,целлюло-золитичеокоіі активности и интенсивности выделения -углекислоты, что является одной из щшчші сшікеїшя плодоро-

, дня почвы и урожайности зтоіі культуры. Монокультура гороха (без удобрений) существенно не влияет на ати процессы.

6. В монокультуре установлено специфическое вллышо высцшх растений на биогенную активность дерново-подзолистой' почвы. Под горохоы биогенность почвы значительно выше, чем под яровой пшеницей, что обусловлено биологическими особенпостяш1 этой культуры.

7. При совместной внесении минеральных ( //зд PgQ Kqq) и органических (навоз, 10 т/га) -удобрений в бессменные посевы яровой пшеницы и гороха неблагоприятное влияние монокультуры на состав и активность микрофлоры почвы

и ризосферы растений в значительной степени устраняется,

8. Отмеченные изменения в биологическом состоянии почвы,^ связанные с сокращением качественного разнообразия состава микрофлоры и шкрофауны, сдвигали в соотношении основных групп микроорганизмов, нарушениями в Сиодина~ ЦИКЄ., могут являться ОДНОЙ ИЗ Причин синкопиЯ УрО-21

каяяроьой пшешгцы и гороха при бессменном их выращивании.

Однако для гороха эхо менее выражено.

По материалам диссертации опубликованы следующие

работы:

1. Ермолина A.B. Биологическая активность дерново-подзоли-отой почвы под яровой пшеницей и горохом при выращивании их бессменно и в севообороте. - Тезисы доклада на научной конференции "Вклад молодежи в интенсификацию земледелия Нечерноземной зоны", Ленинград, 1978, с.7-8.

2. Ермолина A.B. Микрофлора дерново-подзолистой почвы при выращивании яровой пшеницы беосменно и в севообороте. -Бюлл. ВНИИ о.-х. микробиологии, 1979, № 19, вып.8,

с.3-7.

8. Ермолина A.B. Влияние сельскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и в севообороте на микробиологические процессы дерново-подаолистой почвы. - Тезисы доплат дов У съезда Украинского микробиологического общества, Днепропетровск, 1980, с.119-120. ^ SeÄecsn ее/к ¿2 Ж, ¿^слсыи^аг /7.S.

2<леи.е^<^ое/77Ф .¿с ¿¿а<4г & с с&с ucitx: А.о<.у( 7 <б> ^/eA^oSa - п

H*>fJО сЛ/Суъоы /г&гёе uyUxtv^

dbu<ir/ci.t/e£r -et ■гл^лс^ - -

SP в/, Л^в, с.

РТП, Тип. ВИР. Зак. 884. Тир, 200. М-33243. 12.10.8).

Бесплатно