Роль сидерации и соломы в формировании экологически устойчивых агробиоценозов в южно-таежной зоне

Солдатова, София Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль сидерации и соломы в формировании экологически устойчивых агробиоценозов в южно-таежной зоне
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Роль сидерации и соломы в формировании экологически устойчивых агробиоценозов в южно-таежной зоне"

485ЬУ&о

На правах рукописи

Солдатова София Сергеевна

РОЛЬ СИДЕРАЦИИ И СОЛОМЫ В ФОРМИРОВАНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ АГРОБИОЦЕНОЗОВ В ЮЖНО-ТАЕЖНОЙ ЗОНЕ

Специальность: 03.02.08 - экология (биология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 3 ОКТ 2011

Москва 2011

4856966

Работа выполнена на кафедре земледелия и агромеорологии и на кафедре микробиологии и иммунологии Российского государственного аграрного университета -МСХА имени К.А. Тимирязева

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Матюк Николай Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Фокин Алексей Дмитриевич доктор биологических наук Романенков Владимир Аркадьевич

Ведущая организация:

Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова, факультет почвоведения

Защита состоится 02 ноября 2011 г. в 14й часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.03 при РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49; тел. 8(499)977-40-24. Ученый совет РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева. С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

Автореферат разослан «20» сентября 2011 г. и размещен на сайте университета www.timacad.ru

Ученый секретарь диссертационного совета

О.В. Селицкая

Актуальность исследований. Круговорот органического вещества и регулирование интенсивности биохимических процессов его превращения является неотемлемым условием устойчивого функционирования любой экосистемы, поскольку в циклических процессах заюочена основа воспроизводства факторов биопродуктивности, сохранения экологических и санационных функций конкретных агроценозов (Фокин А. Д., 1993).

Увеличение поступления в почву фитомассы, имитирующей опад в естественных фитоценозах, в составе сидеральных кулыур, пожнивно-корневых остатков и соломы на удобрение обеспечивает протекание нормального биологического круговорота, включающего процессы микробиологической минерализации, а также мобилизацию биофильных элементов (Овсянников, 2000).

Структура и состав органических остатков (корни, пожнивные остатки, побочная продукция, сидерат), а также соотношение в них углерода к азоту влияют на интенсивность их последующего превращения. Ускоренная минерализация и быстрое возникновение в почвах дефицита свежего органического вещества значительно усиливает микробиологическую нагрузку на гумус, как источник питания, что приводит к более интенсивному его разложению и снижению плодородия почв (Аристовская, 1988).

Проблема разработки приемов и технологий, обеспечивающих условия функционирования агроэкоситемы близкие к естественной экосистеме за счет снижения степени разомкнутости круговорота веществ и энергии остается актуальной.

Цель исследований: Выявить роль периодического и длительного использования пожнивного сидерата и соломы на удобрение в нормализации биологического круговорота веществ за счет изменения направленности и интенсивности биохимических процессов, обеспечивающих высокую биопродуктивность и устойчивость агроэкосистем.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Определить структуру и общее количество органического вещества, поступающего в почву после уборки полевых культур и возделывания пожнивного сидерата и выявить их роль в изменении содержания гумуса;

2. Изучить закономерности трансформации разнокачественных источников органического вещества в почве за счет количественного соотношения между различными группами сапротрофных микроорганизмов при различных технологиях возделывания полевых культур;

3. Изучить санационное действие длительного применения пожнивного сидерата в различных агробиоценозах;

4. Оценить содержание углерода микробной биомассы методом субстрат-индуцированного дыхания, а так же его доли в почвенном углероде при однократном и многолетнем применении пожнивного сидерата и соломы в различных агробиоценозах;

5. Провести сравнительную оценку уровня базального дыхания почвы и устойчивости микробного сообщества агробиоценозов разной интенсивности с естественными биоценозами;

6. Изучить закономерности изменения различных форм азота в агробиоценозах зерно-пропашного севооборота при различных способах и глубине заделки сидерата и соломы;

7. Провести анализ продуктивности агроценозов на фоне различных систем удобрений и обработок почвы и оценить их энергетический потенциал.

Научная новизна исследований. Впервые в Нечерноземной зоне РФ проведена сравнительная оценка устойчивости микробного сообщества и активности микробной биомассы методом субстрат-индуцированного дыхания почв естетственных и агробиоценозов при однократном и многолетнем применении пожнивного сидерата и соломы на удобрение.

Длительное использование пожнивного сидерата и соломы на удобрение снижает интенсивность минерализации органического вещества и изменяет направленность биохимических процессов его трансформации в сторону гумусонакопления.

Практическая значимость исследования. Установленные закономерности формирования агробиоценозов высокой продуктивности в современных экологически безопасных системах земледелия за счет изменения интенсивности трансформации органического вещества при разнокачественном распределении пожнивного сидерата и соломы в пахотном слое позволяют поддерживать агроэкосистемы на уровне устойчивости, близкой к естественным биоценозам.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на конференции «Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI» (Балашиха, 2009); Международной научной конференции молодых ученых и специалистов (Москва, 2009); декабрьской Международной научно-практической конференции (Москва, 2009, 2010); Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (Москва, 2010).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация представлена введением, обзором литературы по данной тематике, описанием объектов, методов и усло-

вий проведения опытов, экспериментальной частью и ее обсуждением, заключением с выводами и рекомендациями. Объем диссертационной работы составляет 146 е., включает 39 таблиц, 14 рисунков, список литературы из 205 наименований (в том числе 51 на иностранном языке).

Объекты и методы исследований Исследования проводились в 2009-2011 гг. в полевых стационарных опытах, заложенных на дерново-подзолистых почвах разного гранулометрического состава.

Опыт 1. Полевой стационарный опыт заложен в 1980 году на экспериментальной базе РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева в учхозе «Михайлов-ское» Подольского района Московской области профессором В.Г. Лошако-вым. В опыте изучалась возможность насыщения севооборота зерновыми культурами (3) до 83% в сравнении с плодосменным (П), а также бессменными посевами с применением минеральных удобрений (NPK), их совместно с сидератом (NPK+ПС), а также сидератом и соломой (NPK+ПС+С). В годы исследований в зерновом севообороте возделывалась озимая пшеница, по бессменным посевам ячменя был проведен тестовый посев вико-овса, а в плодосмене было поле чистого пара.

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая, имеет следующие агрохимические характеристики: содержание гумуса - 1,9 %,Р20-58-131 мг/кгпочвы, К20- 164-188 мг/кгпочвы; pHKCi-5,7.

Опыт 2 был заложен в 2007 г. в Центре точного земледелия на Полевой опытной станции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве с pHKci - 5,7, содержанием гумуса -2,4%, Р20 - 158-167 мг/кг и К20 - 40-80 мг/кг почвы. В зерно-пропашном севообороте изучалось влияние разноглубинной заделки пожнивного сидерата и соломы при вспашке (20-22 см) и минимальной (10-12 см) обработке почвы на продуктивность и устойчивость агробиоценозов при традиционных и точных системах земледелия.

В качестве естественного биоценоза была взята многолетняя залежь (более 75 лет) с преобладанием в травостое злакового компонента.

Календарные сроки отбора образцов (май, июль) для основных анализов были приурочены к вегетативным фазам развития возделываемых культур: в опыте 1 - озимой пшеницы (кущение, молочная спелость), в опыте 2 - картофеля (всходы, бутонизация), а также до заделки сидерата и соломы (август 2009 г.).

Методика проведения исследований. Определение численности почвенных микроорганизмов проводилось на твердых питательных средах мето-

дом разведений. Аммонификаторы учитывались на МПА, минерализаторы -на КАА (Теппер и др, 2004). Показатель интенсивности трансформации органических веществ рассчитывали по соотношению КАА к МПА.

Базальное дыхание (БД) определяли по скорости продуцирования С02 методом газовой хроматографии в трехкратной повторности. Углерод микробной биомассы (Смик) и микробный метаболический коэффициент qCO¿) расчитывали по формулам:

Смик = СИД*40,04+0,37 и дС02=БД*1000/Смик (Anderson, Domsch, 1978; Ананьева, 2003)

Определение щелочногидролизуемого азота проводилось по методу Корнфилда, нитратного и аммонийного - ионноселективным методом, гумуса - по методу Тюрина в модификации ЦИНАО.

Расчет баланса энергетических потоков проводился по методике РАСХН, 1993 г.

Статистическая обработка данных выполнена с использованием программы Statistika.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Структура и биомасса поступающего в почву органического вещества в различных агробиоценозах

Продуктивность и активность микробного ценоза зависит от многих взаимосвязанных факторов и определяется в первую очередь количеством и биохимическим составом органического вещества, поступающего в почву с растительными остатками возделываемых культур, пожнивным сидератом и соломой, используемой на удобрение.

Сравнительный анализ показал, что на дерново-подзолистых средне-суглинистых почвах в среднем за год (Лошаков, 2004) в плодосменном севообороте с двумя полями многолетних бобово-злаковых трав, поступление растительных остатков было наибольшим и составило 5,05 т/га абсолютно сухого вещества, а при таком же фоне с минеральным питанием в специализированном зерновом севообороте оно снизилось на 1,2 т/га (рис. 1).

Введение в севооборот промежуточных культур на сидерат обеспечивало поступление растительных остатков на уровне плодосмена, а одновременное использование сидерата и соломы повышало их общую массу более чем на 2,5 т/га. При бессменном возделывании ячменя на фонах минерального и органо-минерального питания отмечалась такая же закономерность в накоплении общего количества органического вещества как и в севообороте, а в варианте без применения удобрений масса корневых и пожнивных остатков

была наименьшей и составляла 2,23 т/га, что в 1,7 раза меньше, чем на удобренном варианте и в 2,3 раза, чем в плодосмене.

т/га = пожнивные

корневые

■ сидерат

£ 2

2,46

и с

2,11

и с

Мб

2,40

Зерновой

Бессменные посевы

Рис. 1. Структура поступающего в почву органического вещества в специализированных зерновых севооборотах, 1994-1997 гг., по данным проф. В.Г. Лошакова

Биомасса пожнивного сидерата, соломы и растительных остатков озимой пшеницы в зерно-пропашном севообороте зависела от приемов обработки почвы и последействия азотных подкормок и составила 10-12 т/га при одинарной и 12,2-14,0 т/га при двойной подкормке (рис. 2).

т/га 16

= пожнивные ~ корневые ■ сидерат

14 12 10

5Д1

шш

N70+70

5.26

N70

6,55

6,21

N70+70 N70

минимальная

Рис.2. Структура поступающего в почву органического вещества в зерно-пропашном севообороте ЦТЗ, 2009 г.

Таким образом, введение промежуточных посевов горчицы белой и использование побочной продукции в виде соломы на удобрение увеличивают общую биомассу поступающего в почву органического вещества до 7,5 т/га.

2. Изменение направленности процессов трансформации органического вещества при использовании сидерата и соломы

Направленность процессов разложения органики зависит от глубины и способа ее заделки и биохимического состава поступающего вещества, а также структуры микробного ценоза почвы.

Установлена тесная взаимосвязь между численностью микроорганизмов, разлагающих органический азот и массой поступающей в почву органики, а также продолжительностью внесения соломы и пожнивного сидерата.

После кратковременного внесения соломы и сидерата на фоне ЫРК в дерново-подзолистой почве с содержанием гумуса, близком к оптимальному - 1,95 % (Рогова, 1984), отмечалось резкое возрастание групп микроорганизмов, определяющих аккумулятивный характер разложения органических веществ (табл. 1).

Таблица 1

Изменение интенсивности минерализации органического вещества

при разных системах удобрений (КАА/МПА)

Севооборот Удобрение Май Июль

1984 г.* 2009 г. 1984 г.* 2009 г.

Плодосменный ЫРК 0,69 2,32 1,12 1,17

ИРК 0,72 5,42 0,95 1,61

Зерновой ЫРК+ПС 0,96 4,43 0,82 1,29

МРК+ПС+С 0,91 3,05 1,11 0,80

БУ 0,80 12,8 1,05 1,42

Бессменные посе- ЫРК 0,60 9,24 1,17 1,54

вы ЫРК+ПС 0,33 1,98 0,84 0,85

ЫРК+ПС+С 0,65 2,47 0,66 0,48

* по данным Т.А. Роговой

В специализированном зерновом севообороте и в бессменных посевах на фоне №К наблюдалась высокая интенсивность минерализации в начальные фазы роста и развития полевых культур, где показатель минерализации составил 5,42 и 9,24 соответственно. В плодосменном севообороте с двумя полями многолетних трав степень минерализации на аналогичном фоне питания снижалась до 2,32.

В наших исследованиях 2009 г. длительное (29 лет) совместное применение минеральных и органических удобрений в виде сидерата и соломы в

зерновом севообороте замедляло процессы минерализации, о чем свидетельствует снижение показателя минерализации свежего органического вещества с 5,42 на фоне ЫРК до 4,43 и 3,05 в вариантах ИРК+ПС и №>К+ПС+С соответственно. В бессменных посевах при ежегодном внесение сидератов и соломы наблюдалась такая же закономерность.

К середине вегетации интенсивность минерализации замедлялась во всех вариантам опыта, что подтверждается значением относительного показателя минерализации, который снизился до 1,29 в зерновом севообороте и 0,85 в бессменных посевах в варианте №К+ПС и до 0,80 и 0,48 - на фоне №К+ПС+С. Это свидетельствует о преобладании в почве процессов накопления органического вещества.

Следовательно, применение органо-минеральной системы удобрений в составе ИРК на планируемую урожайность, пожнивного сидерата и соломы обеспечивает сбалансированность процессов минерализации и гумификации различных видов органического вещества в пахотном слое почве.

При использовании минеральной системы удобрений, а также в вариантах без удобрений, где единственным источником органической массы являются растительные остатки, преобладают процессы минерализации, что подтверждается более высокими значениями относительного показателя минерализации- 1,54 и 1,42 соответственно.

Установленные закономерности трансформации органических веществ в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве при длительном применении разных систем удобрений в севооборотах различной специализации подтверждаются данными динамики изменения содержания гумуса в пахотном слое 0-20 см (табл. 2).

Таблица 2

Динамика содержания гумуса в пахотном слое почвы __при различных системах удобрений

Севооборот Удобрение Содержание гумуса, %

1980* 1986* 1998* 2009

Плодосменный МРК 1,89 1,93 1,92

МРК 1,93 1,81 1,72 1,71

Зерновой ЫРК+ПС 1,82 1,89 1,91

№К+ПС+С 1,78 2,01 2,02

БУ 1,70 1,67 1,65

Бессменные 1ЧРК 1,95 1,69 1,83 1,80

посевы МРК+ПС 1,81 1,96 1,97

ЫРК+ПС+С 1,94 1,94 1,98

* по данным В.Г. Лошакова

Внесение минеральных удобрений на планируемую урожайность в плодосменном севообороте на 29 год исследований обеспечивало поддержание общих запасов гумуса на уровне простого воспроизводства, а в зерновом севообороте и бессменных посевах ячменя наблюдалась тенденция снижения его содержания к концу шестой ротации на 0,11-0,15%.

Дополнительное поступление органического вещества в виде пожнивного сидерата и соломы обуславливало устойчивую тенденцию к накоплению гумуса как в зерновом севообороте (+0,09%), так и в бессменных посевах ячменя (+0,03%).

На легкосуглинистых почвах в зерно-пропашном севообороте Центра точного земледелия при разовом внесении сидерата и соломы отмечены другие закономерности в превращении органических остатков.

Так, направленность процессов трансформации органического вещества после уборки озимой пшеницы носила характер минерализации, степень которой зависела от интенсивности обработки почвы под данную культуру, что подтверждается относительным коэффициентом минерализации, равным 14,7 при вспашке и 8,8 при минимальной обработке (табл. 3).

Таблица 3

Изменение интенсивности минерализации органического вещества

по соотношению аммонификаторов и минерализаторов при разных системах обработки почвы, КОЕ/г абс.сух.почвы, тыс.шт

Обработка почвы Август 2009 г. Май 2010 г.

МПА аммони-фикаторы КАА минерализаторы КАА/ МПА МПА аммони-фикаторы КАА минерализаторы КАА/ МПА

Вспашка 215 ±30 2628 ±722 14,7 334±101 744 ±54 2,22

Минимальная 191 ±50 1690 ±634 ' 8,8 612±207 1132 ±309 1,85

Многолетняя залежь 149±11 1260 ±61 8,44

При введении пожнивного сидерата и использовании соломы в качестве удобрения на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах скорость их разложения определялась глубиной заделки и интенсивностью перемешивания.

Нами установлено, что интенсивность и направленность почвенных биохимических процессов превращения поступающей в почву органики также зависела от гранулометрического состава почвы (табл. 4). Анализ данных показывает, что на более тяжелых почвах разложение органического вещества при кратковременном действии пожнивного сидерата и соломы происходит при низкой степени его минерализации (К=1,11), а на более легких поч-

вах она усиливается (К=2,61). Длительное действие и последействие (более 25 лет) этих видов органических удобрений обуславливало гумусонакопи-тельный эффект (К=0,80).

Таблица 4

Изменение показателя минерализации в пахотном слое почв разного гранулометрического состава при кратковременном и длительном использовании сидерата и соломы совместно с минеральными удобрениями

Год проведения исследований Продолжительность использования сидерата Гранулометрический состав почвы КАА/ МПА*

1984 г., по данным Роговой Т. А. Кратковременное действие средний суглинок 1,11

2009 г. Длительное действие и последействие 0,80

2010 г. Кратковременное действие легкий суглинок 2,61

Таким образом, использование пожнивного сидерата и соломы на удобрение изменяет направленность и интенсивность трансформации поступающего в почву органического вещества, снижает его минерализацию и увеличивает содержание гумуса.

3. Стабилизация биологических показателей плодородия за счет пожнивного сидерата и соломы

Пожнивный сидерат, являясь источником свежей органической массы, создает благоприятные условия для жизнедеятельности дождевых червей, численность которых коррелировала с массой поступающих растительных остатков, (рис. 3).

О 1995-2003 гг. ■ 2009 г.

шт/м2

35 ■ 37

30 - «а

15 Ш ш

10 ш

Рис.3. Количество дождевых червей в севообороте и бессменных посевах

Так, в плодосменном севообороте с двумя полями многолетних трав количество дождевых червей было наибольшим и составляло 33-37 шт/м2, а в бессменных посевах в вариантах без удобрений - наименьшим (13-18 шт/м2). Применение ЫРК увеличивало массу и глубину проникновения корней, что положительно сказалось на их численности (28 шт/м2). Дополнение фона ЫРК органической массой сидерата и соломы оптимизировало условия жизнедеятельности дождевых червей, численность которых возрастала до уровня плодосмена.

Фитосанитарная роль пожнивного сидерата проявлялась и в снижении численности и массы сорного компонента разных агрофитоцензов, а также степени проявления и развития корневых гнилей озимой пшеницы (табл. 5). Так, численность малолетних сорных растений в вариантах с запашкой пожнивного сидерата в среднем за годы исследований уменьшилась на 32-34%, многолетников - в 2-7 раз при снижении их абсолютно сухой массы в 1,26 и 1,55 раза. Степень развития болезни зерновых при этом снижалось на 17,8%.

Таблица 5

Санационное действие горчицы белой в посевах озимой пшеницы

в специализированном зерновом севообороте

Вариант Сорняки Развитие

удобрений количество, шт/м2 абсолютно сухая масса, г/м2 корневых гнилей, %

2003 г.* 2009 г. 2003 г.* 2009г. 2003 г.* 2009 г.

NPK 27.7 1,3 22.7 1,4 24.1 1,9 26.4 1,6 25,2 27,0

NPK+ПС 18.1 0,5 15.4 0,2 19.0 1,2 18.0 1,4 20,7 22,9

NPK+ПС+С 23.1 1,9 19.5 1,8 22.9 ' 1,5 23.2 1,7 21,8 22,8

* по данным В.Г. Лошакова,1995-2003 гг.

числитель - всего сорняков, знаменатель - в т.ч. многолетних

4. Микробная биомасса и ее дыхательная активность

Запас углерода микробной биомассы при внесении в почву дополнительного органического вещества увеличился в зерновом севообороте с 115 мкгС/г почвы в варианте NPK, до 124 мкгС/г почвы на фоне NPK+ПС и до 140 мкгС/г почвы -NPK+ПС+С (табл. 6).

В бессменных посевах запас углерода микробной биомассы также зависел от фона питания и составлял в варианте без удобрений 42 мкгС/г почвы, на фоне NPK он увеличивался до 112 мкгС/г почвы, а NPK+ПС - до ЗбОмкгС/г почвы. Использование NPK+ПС+С снижало этот показатель до 189 мкгС/г почвы, что связано с увеличением доли трудноминерализуемых органических веществ, содержащихся в соломе.

Таблица 6

Влияние удобрений на запас углерода микробной биомассы (Смик) и его

долю в общем органическом углероде (Смик/Сорг) в пахотном слое _дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, май 2009 г._

Варианты Чередование культур

Зерновой севооборот Бессменные посевы

Смик, мкгС/г Смик/Сорг, % Смик, мкгС/г Смик/Сорг, %

почвы почвы

БУ - - 42±11 0,43±0,07

ЫРК 115±41 1,16±0,21 112±72 1,17±0,19

ЫРК+ПС. 124±29 1,12±0,22 360±63 3,15±0,56

ЫРК+ПС+С 140+61 1,20±0,24 189±75 1,64±0,31

Содержание углерода микробной биомассы является чувствительным индикатором качества органического вещества почвы и динамики его изменений. Высокая величина Смик/Сорг в почве соотносится с высоким урожаем сельскохозяйственных культур и является хорошим индикатором "здоровья" почвы. Более того, возрастание отношения Смик/Сорг является свидетельством возвращения в почву углерода растительной биомассы (Ананьева, 2003).

Доля Смик в Сорг в зерновом севообороте существенно не различалась и составила 1,13-1,20%. Отношение Смик/Сорг в бессменных посевах достоверно увеличивалось в зависимости от уровня обеспечения элементами питания и составляло в вариантах без применения удобрений 0,43%, на фоне МРК - 1,15%, ЫРК+ПС - 3,16% и ЫРК+ПС+С - 1,68% соответственно.

900 мкг С/г

800 почвы

700

600

500

400

300

200

100

Я 2009 август Я 2010 май И 20X0 июль

3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 О

Л 2009 август »2010 май в 2010 июль

Минимальная

Рис.4. Динамика изменения запасов углерода микробной биомассы (Смик) в пахотном слое дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы при разных обработках

Рис.5. Доля углерода микробной биомассы в общем органическом углероде в пахотном слое дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы при разных обработках

Наибольшие запасы углерода микробной биомассы и доли его в общем углероде отмечены в естественном биоценозе - 795 мкгС/г почвы и 3,57% соответственно, что обусловлено большим видовым разнообразием компонентов экосистемы, а также непрерывным процессом отрастания и отмирания растительной биомассы (рис. 4,5).

Техногенные нагрузки на фоне периодического поступления органического вещества в почву (пожнивный сидерат и солома) снижают запасы углерода микробной биомассы и его долю в общем углероде как в послеуборочный период, так и в период вегетации картофеля.

Одним из информативных интегральных показателей экофизиологиче-ского состояния микробного сообщества считается микробный метаболический коэффициент (qC02), отражающий также удельное дыхание почвенных микроорганизмов. Обосновано, что высокое значение qC02 в пахотных почвах свидетельствует о высоких затратах углерода при обороте питательных веществ (InsamH., 1990).

Так, в бессменных посевах достоверно наименьшая величина qC02 отмечалась в вариантах NPK+ПС и NPK+ПС+С и составляла 0,93 и 1,74 мкг С-С02/мгС мик/ч соответственно, а наибольшая - в вариантах без удобрений и NPK 6,75 и 5,55 мкг С-С02/мгСмик/ч соответственно (табл. 7).

Таблица 7

Влияние удобрений на базальное дыхание (БД) в пахотном слое дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, 2009 г.

Варианты Чередование культур

Зерновой севооборот Бессменные посевы

БД, мкг С-С02/г почвы/ч qCC>2, мкг С-СОг/мг Смик/ч БД, мкг С-СОг/г почвы/ч qC02, мкгС-СОг/мг Смик/ч

БУ - - 0,28±0,17 6,75±1,12

NPK 0,31±0,Ю 3,17±0,61 0,38±0,10 5,55±0,91

NPK+ПС 0,31±0,14 2,96±0,51 0,30±0,13 0,93±0,13

NPK+ПС+С 0,35±0,21 3,22±0,98 0,26±0,08 1,74±0,32

В зерно-пропашном севообороте уровень дыхания в начале вегетации при оптимальных условиях влаго- и теплообеспеченнности определялся массой поступающих в почву органических веществ сидерата и соломы, а также разными способами и глубиной их заделки (табл. 8). В середине вегетации он был выровнен по вариантам и находился в среднем на уровне 0,40-0,46 мкг С-С02/г почвы/ч как в агроэкосистемах, так и в естественном биоценозе.

Наименьшее значение метаболического коэффициента отмечено в биоценозе многолетней залежи 0,55 мкг С-С02/мг Смик/ч, что свидетельствует о устойчивом состоянии микробного сообщества данной экосистемы. Снижение антропогенной нагрузки на агробиоценоз за счет минимализации обработки почвы обеспечивает более устойчивое его состояние по сравнению с интенсивной обработкой почвы в виде вспашки.

Таблица 8

Базальное дыхание (БД) и метаболический коэффициент (яС02) в пахотном слое дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы при разных обработках

Обработка почвы Срок определения

Август 2009 г. Май 2010 г. Июль 2010 г.

Базальное дыхание, мкг С-С02/г в час

Вспашка 2,74±0,41 0,40±0,06 0,42±0,09

Минимальная 1,98±0,31 0,40±0,0б 0,46±0,0б

Залежь - - 0,45±0,05

Метаболический коэффициент, мкг С-СО?/мг Смик/ч

Вспашка 7,57±1,26 1,08±0,21 1,49±0,27

Минимальная 7,23±1,01 1,25±0,11 1,34±0,17

Залежь - - 0,55±0,06

Таким образом, выявлено увеличение содержания углерода микробной биомассы, его доли в общем почвенном углероде, а также снижение значения метаболического коэффициента при применении сидерата и соломы.

5. Изменение режима азотного питания при разноглубинной заделке пожнивного сидерата и соломы

Микробный ценоз принимает активное участие в формировании и изменении соотношения между различными формами почвенного азота. Его содержание определяется не только уровнем исходного плодородия, но и поступлением в почву азотистых органических веществ, а также их распределением в корнеобитаемом слое почвы.

Щелочногидролизуемый азот наряду с азотом гумуса характеризует потенциальный его запас в почве. Установлено, что при равномерном распределение органической массы сидерата и соломы в слое 0-10 см процессы превращения азота идут более интенсивно, чем при заделке их в более глубокие слои (рис. 6). Независимо от способа заделки пожнивного сидерата и соломы, а также последействия подкормки азотными удобрениями содержание щелочногидролизуемого азота перед посадкой картофеля находилось в диапазоне высокой степени обеспеченности этим элементом питания.

Рис.6. Содержание щелочногидролизуемого азота в пахотном слое почвы, 2010 г

Изучение динамики изменения содержания легкогидролизуемого азота показало, что суммарное его содержание в фазу бутонизации картофеля в основном зависело от способа и глубины заделки пожнивного сидерата и соломы, а также влажности почвы.

/------ □ Вспашка

■ ^нимзльная

При заделке плугом на глубину 10-20 см минерализация потенциального азота шла быстрее, чем при заделке дисками на глубину 0-10 см, что связано с разной степенью увлажнения зон локализации органической массы.

Содержание аммонийного азота по всем исследуемым вариантам было в 2,5-3 раза выше, чем нитратного и составляло в среднем 99,5 и 36,5 мг/кг почвы соответственно (рис. 7). Такое соотношение свидетельствует о сбалансированности разложения органического вещества в почве и происходящих в ней процессов.

Рис.7. Содержание нитратного (N03') и аммонийного (НН4+) азота в пахотном слое дерново-подзолистой почвы, 2010 г.

В остро-засушливых условиях вегетационного периода 2010 года установлена тенденция к снижению запасов легкогидролизуемого азота в течение вегетации с 140-160 мг/кг в начале до 40-45 мг/кг в середине.

б. Продуктивность агрофитоценозов

Стабилизация гумусового состояния дерново-подзолистой почвы за счет изменения направленности биохимических процессов разложения органической массы растительных остатков, пожнивного сидерата и соломы, повышения почвенных запасов легкодоступных элементов питания проявлялась в улучшении условий роста и развития растений, а также повышении общей продуктивности различных агрофитоценозов (табл. 9).

Выбор возделываемой культуры (озимые, яровые), способ размещения (севооборот, бессменно), а также различные системы применения удобрений (минеральная и органо-минеральная) оказывали влияние как на формирование общей фитомассы конкретными агрофитоценозами, так и на структуру ее компонентов. Установлено, что на фоне №К общий сбор сухого вещества в агрофитоценозах озимой пшеницы был выше в 1,5 раза по сравнению с ячменем. Стабилизация питательного режима почвы за счет обогащения элементами питания из сидерата и соломы повышала общую продуктивность озимой пшеницы на 15 и 26%, а ячменя в 1,2 и 1,4 раза.

Таблица 9

Продуктивность агрофитоценозов зерновых при разных системах

удобрений, в среднем за 5 ротаций

Культура (Севооборот) Удобрение Компоненты фитомассы, т/га Общая продуктивность

ОП ПП РО ПС СР т/га %

Озимая пшеница (Зерновой) №РК ЫРК+ПС 3,22 3,52 4,51 4,58 3,80 4,28 1,01 0,26 0,16 11,8 13,6 100 115

ЫРК+ПС+С 3,78 5,67 4,30 0,90 0,19 14,8 126

Ячмень (Бессменные посевы) БУ ЫРК МРК+ПС 1,28 2,01 2,05 2,05 2,41 2,46 1,92 2,81 2,87 1,21 0,75 0,62 0,44 6,0 7,8 9,0 100 131 150

ИРК+ПС+С 2,31 2,54 3,23 0,91 0,44 9,7 161

* Условные обозначения в табл. 9 и10 аналогичны: ОП - основная продукция; ПП - побочная продукция; РО - растительные остатки; СР - сорные растения; ПС - пожнивный сидерат.

Уровень продуктивности севооборотного звена озимая пшеница - горчица белая на сидерат - картофель в опыте Центра точного земледелия определялся эффективностью использования горчицей белой остаточного азота

позднелетней подкормки озимой пшеницы, влияющей на сбор сухого вещества сидерата, а также способом и глубиной заделки сидеральной культуры (табл. 10).

Таблица 10

Продуктивность севооборотного звена озимая пшеница - горчица белая на сидерат - картофель при разных способах обработки почвы, т/га абс. сух. в-ва

Обработка почвы Удобрение Озимая пшеница, 2009 г. ПС, 2009 Всего, 2009 Картофель, 2010 г. Всего, 2010 Всего за год

ОП 1И1 РО СР ОП 1И1 РО СР

Вспашка N70 N70+70 4,38 4,26 5,26 5,11 1,82 1,75 0,25 0,14 1,20 3,61 12,9 15,0 3,84 4,84 3,00 4,26 0,99 1,21 0,15 0,12 7,98 10,43 10,4 12,7

Минимальная N70 N70+70 5,18 5,41 6,21 6,55 2,12 2,14 0,15 0,11 1,57 2,95 15,2 17,2 4,14 4,34 3,23 3,82 1,04 1,08 0,10 0,08 8,51 9,32 11,9 13,2

При возделывании озимой пшеницы в накоплении как общей продуктивности, так и основных ее компонентов более эффективной была минимальная обработка почвы, а при возделывании картофеля - отвальная, где общая биомасса возрастала на 4,1 и 21,4% соответственно.

Повышение коэффициента использования азота подкорми за счет введения в зерно-пропашной севооборот пожнивного сидерата не только предотвращало потери этого элемента из почвы, но и повышало общую продуктивность на 21% в вариантах со вспашкой и на 11,5% при минимальной обработке.

7. Баланс энергопотоков в различных агроценозах

Наши исследования показали, что приход энергии в определенном аг-роценозе определяется дозами и видами вносимых удобрений, массой растительных остатков, оставляемых возделываемыми в севообороте культурами, пожнивным сидератом и соломой на удобрение.

В вариантах №К энергетическая емкость агроценоза плодосменного севооборота была на 22 тыс.МДж/га больше, чем специализированного зернового. В зерновом севообороте применение ЫРК+ПС увеличивало энергетическую емкость на 20 тыс.МДж/га, а №>К+ПС+С - на 69,4 тыс.МДж/га по сравнению с вариантом ЫРК (табл. 11).

В бессменных посевах ячменя наименьшее количество энергии аккумулировалось в вариантах без удобрений - 38,7 тыс.МДж/га. Внесение расчетных доз №К увеличивает энергоемкость в 2 раза, запашка пожнивного сидерата - в 2,6 раза, а совместное использование сидерата и соломы - в 4,1 раза по сравнению с вариантами без удобрений.

Расход энергии наиболее высоким был в вариантах совместного внесения минеральных удобрений и сидерата и составил 147,4 тыс.МДж/га.

Введение многолетних трав двух лет пользования в плодосменном, а также совместное использование пожнивного сидерата и соломы на удобрение в зерновом севообороте обеспечивают накопительный эффект энергопотоков в полевых агроценозах, где КБЭП составил 1,12 и 2,34 соответственно.

Таблица 11

Баланс энергетических потоков при использовании сидератов и соломы на удобрение в севооборотах разной специализации (тыс.МДж/га), в среднем за

ротацию

Сев-т Удобрение Приход энергии Расход энергии КБЭП

МУ РО ПС С Всего ОП ПП МГ Всего

П МРК 11,8 88,9 - - 100,7 31,8 44,5 13,6 89,9 1,12

ЫРК 11,8 66,9 - - 78,7 49,1 61,7 27,2 138,0 0,57

3 ЫРК+ПС 11,8 74,4 12,5 - 98,7 53,1 71,3 23,2 147,4 0,67

ЫРК+ПС+С 11,8 75,6 11,1 71,6 170,1 54,4 - 18,4 72,8 2,34

БУ - 38,7 - - 38,7 24,1 30,6 34,5 89,2 0,43

БП ЫРК 10,7 65,4 - - 76,6 47,9 70,3 29,9 148,1 0,51

ЫРК+ПС 10,7 73,6 15,1 - 99,4 48,9 68,4 25,3 142,6 0,70

ЫРК+ПС+С 10,7 66,2 14,5 68,4 159,8 48,9 - 18,4 67,3 2,37

* МУ - минеральные удобрения; РО - растительные остатки; К - корневые остатки; ПС -пожнивный сидерат; С - солома; ОП - основная продукция; ПП - побочная продукция; МГ — минерализация гумуса; КБЭП — коэффициент баланса энергетических потоков.

Снижение интенсивности механического воздействия на почву в звене севооборота озимая пшеница - картофель обеспечивало также положительный баланс энергии в зерно-пропашном севообороте Центра точного земледелия, что подтверждается увеличением значения КБЭП с 0,90 при вспашке до 1,27 при минимальной обработке почвы (табл. 12).

Таблица 12

Баланс энергетических потоков(тыс.МДж/га) при разных по интенсивности системах обработки почвы в звене севооборота озимая пшеница - картофель,

2009-2010 гг.

Система обработки почвы КИ Приход энергии Расход энергии КБЭП

МУ РО ПС С Всего ОП 1И1 МГ Всего

Вспашка 1,0 11,7 61,5 37,3 94,4 205 83,8 71,7 71,8 227 0,90

Минимальная 0,42 И,7 76,0 37,6 116,1 241 72,8 55,3 61,6 190 1,27

* КИ - коэффициент интенсификации; МУ - минеральные удобрения; РО - растительные остатки; ПС - пожнивный сидерат; С - солома; ОП - основная продукция; ПП - побочная продукция; МГ - минерализация гумуса; КБЭП - коэффициент баланса энергетических потоков.

Таким образом, энергетическая устойчивость конкретной агроэкоси-стемы определяется набором с/х культур и уровнем их продуктивности, сбалансированностью применяемых систем удобрений за счет использования

пожнивных культур и побочной продукции на удобрение и интенсивностью

механического воздействия на почву приемами обработки, которые определяют скорость и направленность превращения органического вещества.

ВЫВОДЫ

1. Применение пожнивного сидерата и соломы на удобрение увеличивало поступление органических веществ в почву по сравнению с вариантом ЫРК в среднем на 3,75 т/га. Сбалансированная органо-минеральная система удобрений включающая расчетные дозы ЫРК, сидерат и солому в специализированном зерновом севообороте и бессменных посевах обеспечивает увеличение содержание гумуса на 0,09% и 0,03% соответственно.

2. Пожнивный сидерат и солома на удобрение существенно влияют на качественный состав микробного сообщества - возрастает доля аммонифика-торов и снижается доля минерализаторов (соотношение увеличивается в 1,8-3,4 раза), что изменяет направленность биохимических процессов в сторону относительного снижения минерализации и накопления более стабильных форм органического вещества. Минимализация обработки почвы также снижает долю минерализаторов на 17-25% по сравнению со вспашкой.

3. Существенное влияние на соотношение минерализаторов и аммонифика-торов в микробном сообществе оказывает гранулометрический состав почвы. Показатель минерализации в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве снижался в 2-2,5 раза по сравнению с легкосуглинистой почвой.

4. Санационная роль сидеральных культур при длительном их применении проявляется в улучшении показателей фитосанитарного состояния посевов и почвы, которое подтверждается снижением численности малолетних сорных растений в среднем за годы исследований на 32-34%, многолетников - в 2-7 раз при уменьшении их абсолютно сухой массы в 1,26 и 1,55 раза. Степень развития болезней зерновых за счет этого снижалась на 17,8%, а численность дождевых червей, наоборот, возрастала в 2,1 раза.

5. Длительное применение сидератов и соломы в качестве органических удобрений в бессменных посевах увеличивает запас углерода микробной биомассы в 3,2 раза. Его доля в общем углероде увеличилась с 1,17 в варианте без удобрений до 3,15% в варианте ИРК+ПС. Интенсивные технологии возделывания полевых культур, включающие вспашку, при однократном внесении сидерата и соломы снижают запасы углерода микробной биомассы по сравнению с естественным биоценозом и минимальной обработкой почвы в 2,2 и 1,3 раза соответственно.

6. Увеличение массы и разнообразия поступающего в почву органического вещества в специализированном зерновом севообороте существенно не

изменяло метаболический коэффициент, а в бессменных посевах снижало его значение в 4,5-5 раза, что усиливало устойчивость микробного ценоза данного агробиоценоза.

7. В острозасушливых условиях вегетационного периода можно предположить, что азотное питание растений картофеля происходит в основном за счет аммонийных форм, количество которых в пахотном слое почвы снижалось с 96-100 в начале до 9,5-10 мг/кг почвы в конце вегетации при стабильном содержании нитратных форм в течение периода вегетации, которое составляло 30-35 мг/кг почвы.

8. Стабилизация питательного режима почвы за счет обогащения элементами питания, поступающими с органической массой сидерата и соломы, улучшения фитосанитарного состояния посевов и почвы повышала общую продуктивность озимой пшеницы на 15 и 26%, а ячменя в 1,2 и 1,4 раза по сравнению с внесением расчетных доз минеральных удобрений.

9. Увеличение массы органического вещества, поступающего в почву за счет возделывания многолетних трав, использования сидератов и соломы на удобрение, обеспечивали накопительный эффект энергии, что подтверждается увеличением коэффициента баланса энергетических потоков, который составил 1,12 в плодосмене, 2,34 в зерновом севообороте и 2,37 при бессменном возделывании ячменя. Минимализация обработки почвы в зерно-пропашном севообороте обеспечивала положительный баланс энергии при КБЭП=1,27.

Рекомендации производству

В агробиоценозах южно-таежной зоны на дерново-подзолистых почвах разного гранулометрического состава при разработке системы севооборотов целесообразно вводить посевы промежуточных культур на сидерат, а для сбалансированного круговорота углерода использовать солому зерновых культур на удобрение. Совместное их применение оптимизирует условия жизнедеятельности почвенного микробного сообщества, изменяет интенсивность и направленность процессов трансформации органического вещества в строну формирования устойчивых органических соединений, что повышает энергоемкость различных агробиоценозов на 15-20% и их экологическую устойчивость к антропогенному воздействию различной интенсивности.

Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Лошаков В.Г., Синих Ю.Н., Солдатова С.С. Пожнивная сидерация как фактор биологизации земледелия / Сб. Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI века, М, 2009. - С. 138-144.

2. Лошаков В.Г., Синих Ю.Н., Солдатова С.С. Роль пожнивной сидерации в биологизации земледелия / Доклады ТСХА, Изд. РГАУ-МСХА, 2010. - С. 313-317.

3. Матюк Н.С., Березовский Е.В., Полин В.Д., Гогмачадзе Д.Г., Солдатова С.С. Совершенствование методов борьбы с сорняками в системе точного земледелия / АгроЭкоИнфо. - №1. -2010. - http://www.Agroecoinfo.narod.ru/ jornal/STATYI/2010.

4. Матюк Н.С., Гогмачадзе Д.Г., Солдатова С.С. Роль сидератов в экологизации и биологизации земледелия / АгроЭкоИнфо.-№1. -2010. -http://www. Agroecoinfo.narod.ru/jomal/STATYI/2010.

5. Шевченко В.А., Осама Зоде, Матюк Н.С., Солдатова С.С. Эффективность систем обработки и удобрений под озимую пшеницу в условиях Центрального района Нечерноземной зоны. -Плодородие.-№2. -2010. -С.42-44.

6. Матюк Н.С., Рассадин А.Я., Полин В.Д. Солдатова С.С. Обработка и окультуривание залежных земель в Центральном Нечерноземье/Земледелие. -№4.-2010. -С. 26-29.

7. Солдатова С.С. Повышение коэффициента использования азотных подкормок за счет возделывания пожнивного сидерата / Сб. докл. конф. мол.уч. -Изд-воТСХА, 2010.-С. 113-117.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Формат 60х84'/16 Усл.печ.л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ 447.

Издательство РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Солдатова, София Сергеевна

Введение.

Глава 1. Направленность трансформации органического вещества и формирование устойчивых агробиоценозов.

1.1. Пути экологизации земледелия и создания устойчивых агроэкосистем и микробных ценозов.

1.2. Использование сидератов и соломы как источника повышения биологической активности почвы и стабилизации продуктивности агробиоценозов.

1.3. Роль микробного сообщества в трансформации органического вещества.

1.4. Регулирование режима азотного питания растений за счет разноглубинной заделки сидерата и соломы.

1.5. Минимализация обработки почвы как фактор приближения агроценозов к естественным экосистемам.

Глава 2. Объекты и методы исследований.

2.1. Цели и задачи исследований.

2.2. Объекты исследований и агроэкологические условия проведения экспериментов.

2.3. Климатические и агрометеорологические условия проведения экспериментов.

2.4. Методика проведения наблюдений, анализов и учетов.

2.5. Особенности технологии возделывания полевых культур.

Глава 3. Агроэкологические функции растительных остатков, сидерата и соломы на удобрение в стабилизации биологических показателей плодородия дерново-подзолистой почвы.

3.1. Поступление растительных остатков в почву в зависимости от специализации и интенсивности возделывания полевых культур.

3.2. Распределение растительных остатков, соломы и пожнивного сидерата при разных приемах их заделки.

3.3. Поступление элементов питания и углерода в почву при использовании пожнивного сидерата и соломы озимой пшеницы на удобрение.

3.4. Изменение параметров биологических показателей плодородия дерново-подзолистой почвы при длительном применении сидерата и соломы в севооборотах разной специализации.

Глава 4. Активизация микробного ценоза при использовании сидерата и соломы на удобрение в разных по степени антропогенной нагрузки агроценозах.

4.1. Изменение направленности биохимических процессов в почве при использовании сидерата и соломы в севооборотах разной специализации.

4.2. Состояние микробного ценоза при воздействии технологических приемов разного уровня интенсивности.

Глава 5. Микробиологическая активность в агробиоценозах с различной степенью антропогенной нагрузки.

5.1. Изменение микробной биомассы и ее доли в органическом углероде дерново-подзолистой почвы при применении пожнивного сидерата и соломы.

5.2. Воздействие сидерата и соломы на базальное дыхание почвы.

5.3. Метаболический коэффициент и его изменение в зависимости от интенсивности и агротехнологий.

5.4. Влияние полива на показатели микробиологической активности дерново-подзолистой почвы.

Глава б. Экологические функции пожнивного сидерата в регулировании азотного режима дерново-подзолистых почв.

6.1. Пожнивный сидерат как фактор закрепления азотистых соединений в почве.

6.2. Регулирование азотного режима дерново-подзолистой почвы в технологиях разной интенсивности.103 г

6.3. Орошение как прием улучшения азотного питания растений в острозасушливых условиях.

Глава 7. Роль приемов биологизации земледелия в формировании устойчивых и высокопродуктивных агробиоценозов.

7.1. Продуктивность севооборотов разной специализации при применении пожнивного сидерата и соломы.

7.2. Влияние орошения, разноглубинной заделки сидерата и соломы на продуктивность картофеля.

Глава 8. Агробиоэнергетическая эффективность разных способов и приемов экологизации земледелия.

Выводы.

Рекомендации производству.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль сидерации и соломы в формировании экологически устойчивых агробиоценозов в южно-таежной зоне"

Круговорот органического вещества и регулирование интенсивности биохимических процессов его превращения является неотъемлемым условием устойчивого функционирования любой экосистемы, поскольку в циклических процессах заключена основа воспроизводства факторов биопродуктивности, сохранения экологических и санационных функций конкретных агроценозов (Фокин А.Д., 1993).

В каждой устойчивой экосистеме потребность ее компонентов в обеспечении источниками жизнедеятельности должна соответствовать имеющимся возможностям их получения при максимально экономичном расходовании ресурсов плодородия (Зеленская H.H., Керженцов A.C., 2009).

Увеличение поступления в почву фитомассы, имитирующей опад в естественных фитоценозах, в составе сидеральных культур, пожнивно-корневых, растительных остатков и соломы на удобрение обеспечивает протекание нормального биологического круговорота, включающие процессы микробиологической минерализации, а также мобилизацию биофильных элементов. С другой стороны, поступая в почвенный раствор в процессе медленного и непрерывного разложения органической массы в течение всего летнего периода, питательные элементы используются более эффективно.

Структура органических остатков (корни, пожнивные остатки, побочная продукция, сидерат), их биохимический состав, а также соотношение в них углерода к азоту влияет на интенсивность их последующего превращения. Ускоренная минерализация и- быстрое возникновение в почвах дефицита свежего органического вещества значительно усиливает микробиологическую нагрузку на гумус, как источник питания, что приводит к более интенсивному его разложению и снижению плодородия почв.

В современных условиях задачи сохранения плодородия почвы, а вместе с ним и увеличение продуктивности и устойчивости агрофитоценозов, должны решаться комплексно, в рамках адаптивно-ландшафтных систем земледелия, которые, наряду с воспроизводством плодородия и защитой почв от эрозии и дефляции, обеспечивают сохранение устойчивых к стресс-воздействиям агроландшафтов и экологическую чистоту среды обитания человека (Захаренко A.B., 2004).

В условиях ограниченных материально-технических ресурсов в земледелии Нечерноземной зоны важно их рациональное использование с помощью приемов, которые обеспечивали бы наибольшую окупаемость затрат и способствовали бы сохранению и повышению плодородия дерново-подзолистых почв. Этого можно достичь с помощью различных приемов биологизации земледелия, позволяющей не только эффективно использовать многие местные ресурсы, но и решить актуальные вопросы снижения уровня депрессивного воздействия факторов интенсификации в рамках адаптивно-ландшафтных систем земледелия (Лошаков В.Г., 1994).

Для сохранения естественного и достижения расширенного воспроизводства почвенного плодородия, обеспечивающего стабильный рост урожайности сельскохозяйственных культур прежде всего необходимо внесение органических удобрений в той или иной форме. Только они могут компенсировать потери органического вещества, связанные с его минерализацией и отчуждением с основной и побочной продукцией. Обогащение почвы органикой приводит также к активизации деятельности микроорганизмов и почвенных животных, участвующих в процессах ее превращения, определяя направленность процессов формирования и поддержания гумусового баланса (Лошаков В.Г., 1997).

Использование пожнивного сидерата совместно с соломой в начальный период их применения вызывает резкий всплеск микробиологической активности почвы, что может привести к снижению исходного уровня ее плодородрхя. Длительное использование этого приема при разных способах возделывания культур (бессменно и в севооборотах различной специализации) усиливает процессы гумосонакопления.

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю профессору, д.с-х.н Н.С. Матюку; профессору, д.с-х.н В.Г. Лошакову, научному консультанту доценту, к.б.н. О.В. Селицкой; доценту, к.б.н. A.A. Ваньковой; директору Полевой опытной станции Е.В. Березовскому; д.б.н. Н.Д. Ананьевой, коллективам кафедр земледелия и агрометеорологии, микробиологии и иммунологии, экологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева за поддержку и помощь в написании кандидатской диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Солдатова, София Сергеевна

Выводы

1. Применение пожнивного сидерата и соломы на удобрение увеличивало поступление органических веществ в почву по сравнению с вариантом Т\ПРК в среднем на 3,75 т/га. Сбалансированная органо-минеральная система удобрений, включающая расчетные дозы ИРК, сидерат и солому в специализированном зерновом севообороте и бессменных посевах обеспечивает увеличение содержание гумуса на 0,09% и 0,03% соответственно.

2. Пожнивный сидерат и солома на удобрение существенно влияют на качественный состав микробного сообщества - возрастает доля аммонификаторов и снижается доля минерализаторов (соотношение увеличивается в 1,8-3,4 раза), что изменяет направленность биохимических процессов в сторону относительного снижения минерализации и накопления более стабильных форм органического вещества. Минимализация обработки почвы также снижает долю минерализаторов на 17-25% по сравнению со вспашкой.

3. Существенное влияние на соотношение минерализаторов и аммонификаторов в микробном сообществе оказывает гранулометрический состав почвы. Показатель минерализации в дерново-подзолистой среднесуглинистой почве снижался в 2-2,5 раза по сравнению с легкосуглинистой почвой.

5. Длительное применение сидератов и соломы в качестве органических удобрений в бессменных посевах увеличивает запас углерода микробной биомассы в 3,2 раза. Его доля в общем углероде увеличилась с 1,17 в варианте без удобрений до 3,15% в варианте №К+ПС. Интенсивные технологии возделывания полевых культур, включающие вспашку, при однократном внесении сидерата и соломы снижают запасы углерода микробной биомассы по сравнению с естественным биоценозом и минимальной обработкой почвы в 2,2 и 1,3 раза соответственно.

6. Увеличение массы и разнообразия поступающего в почву органического вещества в специализированном зерновом севообороте существенно не изменяло метаболический коэффициент, а в бессменных посевах снижало его значение в 4,5-5 раза, что усиливало устойчивость микробного ценоза данного агробиоценоза.

7. В осгрозасушливых условиях вегетационного периода можно предположить, что азотное питание растений картофеля происходит в основном за счет аммонийных форм, количество которых в пахотном слое почвы снижалось с 96-100 в начале до 9,5-10 мг/кг почвы в конце вегетации при стабильном содержании нитратных форм в течение периода вегетации, которое составляло 30-35 мг/кг почвы.

Рекомендации производству

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Солдатова, София Сергеевна, Москва

1. Аверьянов Г.Д., Матюшин М.С., Мещанов В.И., Нуриев С.Ш., Иванова А.П. Влияние обработки почв на изменение агрохимических показателей.: Тез. докл. на юбилейной конф. Тат. НИИСХ, Казань. 1980. -.С. 14-15

2. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. - 288 с.

3. Алексеев Е.К. и др. Зеленые удобрения. Минск: Ураджай, 1970. - 197 с.

4. Алехин В.Г., Алехина Л.В. Регулирование почвенно-микробиологических процессов в севооборотах. // Вестник сельскохозяйственной науки. 1990. -№11.-С. 56-62.

5. Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв. Наука, 2003. 223 с.

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

7. Ананьева Н.Д., Благодатская Е.В., Демкина Т.С. Пространственное и временное варьирование микробного метаболического коэффициента в почвах//Почвоведение. 2002. № 10. С. 1233-1241.

8. Ананьева Н.Д., Никитин Д.И. Изучение процесса гетеротрофной ассимиляции С02 в почве: Мат. к респуб. конф. Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур", Вильнюс, 1978.-С. 11-13.

9. П.Андреюк Е.И. Почвенные микроорганизмы и интенсивное землепользование. / Е.И. Андреюк, Г.А Путинская., А.Н Дульгеров/ Киев: Наукова думка, 1988. -187 с.

10. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. JL: Наука, 1980, 187 с.

11. Аюпов 3.3., Амиров М.Б. Динамика гумуса в интенсивном земледелии. // Повышение эффективности производства в с.-х. Республики Башкортостан, Уфа, Баш. гос. аграр. универ-т, 1998. - С. 122-127.

12. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 336 с.

13. Баздырев Г.И., Лошаков В.Г., Пупонин А.И. и др. Земледелие М.: Колос, 2000.-552 с.

14. Барбер С.А. Биологическая доступность питательных веществ в почве / пер. с англ. М. Агропромиздат, 1988. - 376 с.

15. Берестецкий O.A. Актуальность и практическая значимость микробиологических исследований в решении проблемы повышения плодородия почв: Труды ВНИИСХМ. 1986. - т.56. - С.5-13.

16. Берестецкий O.A. Биологические основы плодородия почвы. / O.A. Берестецкий, Ю.М. Возняковская. М.:Колос, 1984.- 287 с.

17. Берестецкий O.A. Биологические факторы повышения плодородия почв.

18. Вестник сельскохозяйственной науки. 1986. - ЖЗ. - С. 29-34

19. Благовещенская Э.К., Тришина T.JI. Сидераты в современном земледелии // Земледелие. 1987. - №5. - С. 36-37.

20. Вальков В.Ф., Каргальцев В.И. Биологическая активность типичного чернозема pi ее изменение под действием удобрений в севообороте. //Агрохимия. 1982. - № 4. - С. 64-69.

21. Веденяпина И.С., Мамина Г.А. Биологическая активность почвы и урожайность сельхозрастений в полях севооборота / Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур. Вильнюс, 1978, с. 66-68.

22. Верзилина Н.Д. Экологическая роль фитоценозов в сукцессиях почвенных микроорганизмов.: Сб. науч. трудов "Проблемы интродукции и экологии Центрального Черноземья", Воронеж, 1997.-С. 118-122.

23. Власико А.Н., Шарков И.Н., Смищеков В.Е., Прозоров A.C. Минимальные обработки почвы и минерализация соединений азота. // Почвоведение. -2001.-№9.-С. 11-17.

24. Воинова-Райкова Ж. Микроорганизмы и. плодородие. / Ж Войнова-Райкова, В. Ранков, Г. Ампова. М.; Агропромиздат, 1986. - 119 с.

25. Волынская В.П. Использование донника на сидерат // Земледелие. 1997. -№6.-С. 20-21.

26. Востров И.С. Рациональное использование микроорганизмов для повышения потенциального плодородия почв, // Вестник ВАСХНИЛ. 1989. -№1 .-С. 103-110.

27. Воробьев С.А. и др Пожнивные культуры и солома как органическое удобрение на дерново-подзолистой почве // Изд. ТСХА. 1972. -Вып.З. - С. 38-46.

28. Геллер И.А. Роль микроорганизмов в плодородии почвы и питании сельскохозяйственных растений // Пути повышения плодородия почв. К.: Урожай, 1969.-С. 59-66.

29. Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям. М.: Изд-во МГУ, 1997. -102с.

30. Головачева P.C. Некоторые данные о влиянии удобрений на развитие азотфиксирующих бактерий в почве. Бюлл. научно-техн. информ. Эстонск. НИИ земледелия и мелиорации, 1960,5,46.

31. Голодяев Г.П., Черковская Г.Д. Влияние приемов обработки почвы на ее биологическую активность: Мат. науч.-практ. конф." Мониторинг лесных и сельскохозяйственных земель Дальнего Востока.", Владивосток, 1997. -Владивосток, 1997. С. 119-123.

32. Гомонова Н.Ф., Боровинская Л.Б., Скворцова И.Н. Изучение возможностей управления микробными популяциями в почве с помощью агрохимических средств.: Сб. науч. трудов "Микроорганизмы в сельском хозяйстве.", Пущиио, 1992.-С. 40-41.

33. Грицай А.Д., Коломиец Н.В. Дифференциация пахотного слоя в зависимости от способа обработки. // Земледелие. 1981. - № 8. - С. 15-17.

34. Гродзинский A.M. Экспериментальная аллелопатия. К.: Наукова думка, 1987.

35. Девятова Т.А., Артюхов В.Г., Щеглов Д.И. Основы и принципы биологической диагностики экологического состояния почв. // Биосферные исследования состояния и динамика природной среды /Воронеж, гос. ун-т. Воронеж, 2007.

36. Дедов A.B. Биологизация земледелия ЦЧР. Воронеж: ВГАУ, 2010. - 124 с.

37. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. — М.: Изд-во МГУ, 1995.-320 с.

38. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы., М., МГУ, 1986, 137 с.

39. Довбан К.И. Зеленое удобрение. М.: Агропромиздат, 1990. - 208 с.

40. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М: Агропромиздат, 1985. -351с.

41. Дульгеров JI.H., Серая Л.И. Микробиологическая активность и деструкция органических веществ интенсивно возделываемых почв.: Тез. докл. всесоюз. совещания "Микробиологическая деструкция органических остатков в биогеоценозе"., Москва, 1987. - С. 35-37.

42. Егоров В.В. Некоторые вопросы повышения плодородия почв. //Почвоведение.-1981.-№ 10. С. 71-79.

43. Емцев В.Т. Почвенные анаэробы рода Clostridium. Автореферат докт. дисс. -М., 1971.

44. Емцев В. Т., Ницэ Л.К., Покровский Н.П. Несимбиотическая азотфиксация и закономерности ее функционирования в почве. В сб. "Минеральный и биологический азот в земледелии СССР" -М.:Наука, 1985, с. 213-221

45. Ершов В. Л. Биологическая активность почвы при длительном предшествующем применении минимальной обработки.: Сб. науч. трудов "Повышение эффективности производства сельскохозяйственных культур", Новосибирск, 1990.-С. 10-22.

46. Микробиол. журн., 1989. т. 51, С. 3-14. 54.3аварзин Г.А. Биоразнообразие и устойчивость микробного сообщества.

47. Журнал общей биологии, 1992, т. 53, № 3, с. 394 406. 55.3аварзин Г.А. Микробная биогеография. II Журнал общей биологии, 1994, т. 55, № 1, с. 5- 12.

48. Заикин В.П., Ивенин В.В., Румянцев Ф.П., Кривенков С.Ю. Научные основы использования зеленого удобрения в Волго-Вятском регионе / НГСХА. Нижний Новгород, 2004. - 271 с.

49. Захарченко И.Г. Проблема азота в почве // Пути повышения плодородия почв. К.: Урожай, 1969. - С. 53-58.

50. Зуева Л.Д., Чумачев В.А., Гончаренко О.В. Вид основной обработки, как фактор управления микробиологическими почвенными процессами: Сб. статей "Плодородие почв Ставрополья", Ставрополь, 1988.-С.102-107.

51. Ивлев А. М., Тен Хак-Мун. Почвенные процессы и плодородие лугово-дерновых почв южной части Сахалина // Тр. СахКНИИ Сиб. отд-ния АН СССР, 1966. Вып. 17. С. 26-37.

52. Ильина Л.В. Использование растительной биомассы для повышения плодородия почв и продуктивности земледелия / Л.В. Ильина, Р.Н. Ушаков,Ю.М. Возняковская и др. // Земледелие. 1998. - .ЧЛ6. - 42-43.

53. Инишева Л.И., Васильева А.Н. Микробиологические превращения азотсодержащего органического вещества в пойменных почвах Томской области. Труды ВНИИСХМ. 1986.-Т.56. — С. 42-146.

54. Казаков Г.И., Мухутдинов М.Ф. Влияние основной обработки почвы на трансформацию органических остатков и содержание гумуса: Сб. науч. 'фудов "Интенсификация использования удобрений и химических средств защиты растений", Ульяновск, 1989. С. 46-50.

55. Казанцев В.П. Использование капустных культур на зеленое удобрение в Сибири //Земледелие. 1998. - №4. - С. 22-23

56. Кант Г. Зеленое удобрение. М.: Колос, 1982. - 128 с.

57. Карагуйшиева Д.К. Свободноживущие азотфиксаторы почв Казахстана. -Алма-Ата: Наука, 1972.-200 с.

58. Картамышев Н.И. Стратегия и тактика земледелия в условиях рыночных отношений // Земледелие. 1999. - №4. - С. 10-13.

59. Кашинская В.К. Изменение биологических и биохимических свойств почвы при различных системах ее обработки. : Сб.: Пути повышения урожайности зерновых культур при почвозащитном земледелии. Целиноград, -1984- С.34-42.

60. Керженцев А. С., Гуанцай Ин, Шаньшань Цю Механизм устойчивости экосистем // Международная научная конференция "Биологические ресурсы и устойчивое развитие", Пущино, Материалы конференции. М., 2001, - С. 90-91.

61. Кидин В.В., Дерюгин И.П., Кобзаренко В.И. и др. Практикум по агрохимии М.: КолосС, 2008. - 599 с;

62. Кирюшин Б.Д., Усманов P.P., Васильев И.П. Основы научных исследований в агрономии. М.: КолосС, 2009. - 398 с.

63. Кирюшин В.И. Точные агротехнологии как высшая форма интенсификации адаптивно-ландшафтного земледелия // Земледелие. 2004.-№6.-С. 16-20.

64. Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С. и др. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах. М.: Изд-во МСХА, 1993.-99 с.

65. Ковда В.А. Основы учения о почвах. -М.: Наука, 1973. т.1

66. Ковда В.А. Биохимия почвенного покрова. М. Наука, 1985. - 263 с.

67. Кормилицин В.Ф. Сидеральный пар в орошаемом земледелии Поволжья // Земледелие. 1995. - №4. - С. 8-11.

68. Курс микробиологии для с.-х. вузов / под. ред. А.Ф. Войткевича. М.: Гос.издат.с.-х. лит-ры, 1932.— 531 с.83 .Кузнецов А.И. Пути совершенствования современных севооборотов // Севооборот в современном земледелии. -М.: -МСХА. -2004. 308 с.

69. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений. М.: Наука, 1989. 216 с.

70. Кудеяров В.Н. Азотно-углеродный баланс в почве // Почвоведение. 1999. № 1. С. 73-82.

71. Курчева Г. Ф. Роль почвенных животных в разложении и гумификации растительных остатков. М., 1971. - 155с.

72. Кутузова P.C. Анаэробное восстановление нитратов микрофлорой дерново-подзолистых почв.: Труды ВНИИСХМ. ~ 1988.- т. 58. С. 137-146.

73. Ларионова А.П., Розанова Л,Н., Евдокимов И.В., Ермолов A.M. Балансуглерода в естественных антропогенных экосистемах Лесостепи. //Почвоведение. 2002. - № 2. - С. 177-185.

74. Лобков В.Т. Биоразнообразие в экосистеме, как фактор биологической активности почвы. //Почвоведение. 1999. - № 6. - С.732-737.

75. Ломакин М.М. Мульчирующая обработка почвы на склонах. М.: Агро-промиздат, 1988. — 185 с. 99

76. Лопачев H.A., Наумкин В.Н., Петров В.А. Теоретические основы биологизации. //Химия в с.-х. 1998. - № 5-6. - С. 32-33.

77. Лошаков В.Г. Использование данных многолетних наблюдений метеорологической обсерватории В.А. Михельсона при определении степени вероятности успешного возделывания пожнивных посевов // Известия ТСХА. 2004. - №4. - С. 3-7.

78. Лошаков В.Г. Пожнивная сидерация и плодородие дерново-подзолистых почв // Земледелие. 2007. - №1. - С. 11-14.

79. Лошаков В.Г. Промежуточные культуры фактор экологически чистого земледелия // Аграрная наука. - 1994. - №6. - С. 24-26.

80. Лошаков В.Г., Иванов Ю.Д., Николаев В.А. Продуктивность дерново-подзолистой почвы и продуктивность зерновых севооборотов при длительном использовании пожнивного сидерата // Известия ТСХА. 2004. -№3.-С. 3-14

81. Лошаков В.Г., Иванов Ю.Д., Синих Ю.Н. Продуктивность зерновых севооборотов при использовании зеленого удобрения // Доклады ТСХА. -1997.-Вып.З.-С. 3-20.

82. Лошаков В.Г., Николаев В.А. Влияние длительного применения пожнивного зеленого удобрения на агрофизические свойства почвы // Доклады ТСХА. 1999. -Вып.2. - С. 29-40.

83. Лошаков В.Г., Синих Ю.Н. Влияние зеленого удобрения на биоту дерново-подзолистых почв // Материалы V съезда всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Ростов-на-Дону, 2008.

84. Майсямова Д.А. Влияние способов обработки на микробиологический состав серых лесных почв.: Мат. науч. чтений, поев. 100-летию закладки первых полевых опытов И.И. Жилинским Драснообск, 8июля, 1997. -Новосибирск, 1997.-С. 107-109.

85. Мамилов А.Ш., Мамилов Ш.З., Звягинцев Д.Г. Влияние трудногидролизуемых источников углерода на динамику микробной биомассы и дыхание почвы// Вестник МГУ. 1999 - сер. 17. - № I. - С. 5154.

86. Мамина Г.А. Использование микробиологических и агрохимических показателей при моделировании почвенного плодородия.: Сб. науч. трудов "Повышение плодородия орошаемых почв при интенсивном использовании.", Волгоград, 1989. С. 59-68.

87. Микроэлементы в окружающей среде: биогеохимия, биотехнология и биоремедиация / под ред. M.H.B. Прасада, К.С. Саджвана, Р. Найду. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 816 с.

88. Минеев В.Г. Практикум по агрохимии -М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

89. Мишустин E.H. Ассоциация почвенных микроорганизмов М.: Наука, 1975.- 125 с.

90. Мишустин E.H. Почвенные организмы как компонент биогеоценоза М.: Наука, 1984.-243 с.

91. Мишустин E.H., Емцев В.Т. Микробиология: учебник. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1987.

92. Моделирование роста и продуктивности сельскохозяйственных культур / под ред. Ф.В.Т. Пеннинга де Фриза и Х.Х. ванн JIaapa Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 320 с.

93. Морозов Г. Ф. Избранные труды / под редакцией А. С. Исаева и других — М.: Почвенный институт, 1994.

94. Муромцев Г.С. Растворяющее действие некоторых корневых и почвенных микроорганизмов на водонерастворимые фосфаты кальция // Агробиология. 1958.-Т.113. -№.5.-С.9-14.

95. Новиков М.Н. Исследование вопросов эффективного использования различных видов и форм органических удобрений: Дисс. д.с.-х.н., Владимир, 1993. 454 с.

96. Овсянников Ю.А. Теоретические основы эколого-биосферного земледелия. Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2000. - 264 с.

97. Орлов А. П. Химия почвы. М.: МГУ, 1985.

98. Паринкина О.М., Клюева Н.В. Микробиологические аспекты уменьшения естественного плодородия почв при их сельскохозяйственном использовании. // Почвоведение. 1995. № 5. - С. 573-581.

99. Паринкина О.М., Клюева Н.В., Петрова Л.Г. Биологическая активность и эффективное плодородие почв. // Почвоведение. 1993. № 9. - С. 76-81.

100. Паринкина О.М., Клюева Н.В. Микробиологические аспекты уменьшения естественного плодородия почв при их сельскохозяйственном использовании. // Почвоведение, 1995, № 5, с. 573-581.

101. Пахненко O.A., Кураков A.B., Костина Н.В., Умаров М.М. Образование и восстановление закиси азота почвенными микроскопическими грибами. //Почвоведение. 1999. № 2 - С.235.

102. Полянская JT.M., Мирчник Т.Г., Кожевин П.А., Звягинцев Д.Г. Изменение структуры комплекса микромицетов в ходе микробных сукцессий в почве. // Микробиология. 1990. т. 59. - вып. 2. - С. 349-354.

103. Пронько В.В., Соколова Г.К., Климова Н.Ф. и др. Биологическая активность южного чернозема Поволжья в ландшафтной системе земледелия. Сб. Земледелие в XXI веке. Проблемы и пути решения. — Курск, 2001.-С. 237-243

104. Прянишников Д.Н. Общие вопросы земледелия и химизации. Изб. соч. — Т.З. М.: Колос, 1965. - 639 с.

105. Рогова Т.А. Влияние зеленого удобрения на биологические показатели плодородия дерново-подзолистой почвы и урожайность ячменя при бессменных посевах и в специализированном зерновом севообороте. Дис. к.с.-х.н. - М., 1986.

106. Русакова И.В. Об оптимизации биологического состояния дерново-подзолистой почвы. // Плодородие. 2003. — №2. - с 29 - 30.

107. Савич В.И. и др. Интегральная оценка плодородия почв: Монография.- М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2010. 347 с.

108. Савич В.И., Трубицина Е.В., Замараев А.Г. и др. Баланс вещества и энергии в пахотной дерново-подзолистой почве // Известия ТСХА. 2005.- №4. С. 11-23.

109. Свирскене А. Микробиологические и биохимические показатели при оценке антропогенного воздействия на почвы // Почвоведение. 2003. — №2. - С. 202-201.

110. Середа H.A. Агрохимические условия воспроизводства плодородия черноземов Башкортостана / Н.А.Середа // Изд-во БГАУ. -Уфа, 2002. -С. 229.

111. Сидоренко О. Д. Минерализация ГК различными группами микроорганизмов. Изв. АН СССР, сер. биол, 1983. -№1. -С.141-144.

112. Синих Ю.Н. Влияние длительного применения зеленого удобрения на плодородие дерново-подзолистой почвы и продуктивность зерновых севооборотов. Авт. дис. к.с-х.н. - М., 1995.

113. Снакин В.В., Алябина И.О., Кречетов П.П. Экологическая оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию. // Изв. АН, сер. географ., 1995, № 5, с. 50 57.

114. Стольникова Е.В. Микробная биомасса, ее структура и продуцирование парниковых газов почвами разного землепользования. -Авт. дис. к.б.н. -М., 2010.

115. Сусьян Е.А., Ананьева Н.Д., Гавриленко Е.Г., Чернова О.В., Бобровский М.В. Микробный углерод в профиле лесных почв южной тайги (заповедник «Калужские засеки» и Звенигородская биостанция МГУ) //Почвоведение. 2009. № 10. С. 1233-1240.

116. Сусьян Е. А., Ананьева Н. Д., Трошин А. В. и др. Влияние многолетнего применения разных форм азотных удобрений на уровень дыхания микробного сообщества и углеродно-азотный режим серой лесной почвы // Агрохимия. 2008. - № 6. - с. 1-8

117. Сусьян Е.А., Рыбянец Д.С., Ананьева Н.Д. Изменение микробной активности по профилю серой лесной почвы и чернозема // Почвоведение. 2006. № 8. С. 956-964.

118. Титов Г.А. Действие и последействие приемов основной обработки на биологическую активность почвы. // В книге "Интенсификация земледелия в Центральном районе Нечерноземной зоны", Москва, 1976. С. 40-49.

119. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии М.: Дрофа, 2004. - 256 с.

120. Тужилин В.М. Донник на сидерат в Нечерноземье // Земледелие. 1995. - №2. - С. 8-9.

121. Умаров М.М. Кураков A.B. Степанов A.JI. Микробиологическая трансформация азота в почве. М.: Геос, 2007. - 137 с.

122. Фокин А.Д. Две важные функции органического вещества почвы // Земледелие. 1989. - №2. - С.41-44.

123. Фокин А.Д. Устойчивость почв и наземных экосистем: подходы к систематизации понятий и оценке. // Изв. ТСХА, 1995, вып. 2, с. 71 85.

124. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука, 1982. - 203 с.

125. Хазиев Ф.Х. Почвы Республики Башкортостан и регулирование их плодородия. Уфа: Гилем, 2007. - 288 с.

126. Черевиков Р. Д., Нефедов Б.А., Дементьева ИВ. Дифференцированная подкормка зерновых культур // Агрохимический вестник. 2002. № 2. -С.14-15.

127. Черкасов Г.Н., Бабенко A.B. Влияние сидеральных культур и способа обработки почвы на биологическую активность чернозема типичного среднесмытого. Сб. Земледелие в XXI веке. Проблемы и пути решения. — Курск, 2001.-С. 234-237.

128. Черников В А., Алексахин P.M., Голубев A.B. и др Агроэкология. М.: Колос, 2000. - 536 с.

129. Чертов О.Г., Владимирова В.К., Чуков С.Н. Об оценке экологического потенциала почв. // Вестник СПбГУ, 1992, сер. 3, вып. 4, № 24, с. 91 97.

130. Шапкина Г.С. Подбор культур для промежуточных посевов // Земледелие. 1990. - №10. - С. 36-37.

131. Широких A.A., Широких И.Г. Микробное сообщество в оценке экологического состояния почвы. Почва, биол. раст. и агротехн. их воздел./ Тез. докл. науч. конф., Киров, 1997. -С.70-73.

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

133. Экология микроорганизмов: учебник / под. ред. А.И. Нетрусова. М.: Академия, 2004. - 272 с.152. . Экосистемы в критических состояниях., Под ред. Ю.Г. Пузаченко, М., Наука, 1989,214 с.

134. Якушев В.П. Дифференцированное внесение минеральных удобрений в системе точного земледелия. Сборник лекций .СПб.,2007.-С. 101-118.

135. Якушев В.П. На пути к точному земледелию СПб.: Изд-во ПИЯФ, 2002. - с. 455 .

136. Alvarez R., Santanatoglia J., Garcia R. Effect of temperature on soil microbial biomass and its metabolic quotient in situ under different tillage systems. // Biol. Fertil. Soils, 1995, v. 19, N 2/3, p. 227-230.

137. Anderson T.-H., Domsch K.H. Rations of microbial biomass to total organic carbon in arable soils // Soil Biol. Biochem. 1989. V. 21. № 4. P. 471-479.

138. Anderson Т.Н., Domsch K.H. Application of ecophysiological quotients (qC02 and qD) on microbial biomasses from soils of different cropping histories // Soil Biol. Biochem. 1990. V. 22. № 2. P. 251-255.

139. Arsland M.A. Tillage and soil quality tillage practices for sustainable agriculture and environmental quality in different agroecosystems. // Soil and Tillage Res. 1999. - 53. - №1 - C.l-2.

140. Balesdent Jerome La matier organique des sols : Dynamique du carbon. -C.r. Acad. agr. Fr. 1999. - B.3, № 6. - С 99-100.

141. Brussard Lijbert et al. Biodiversity and ecosystem functioning in soil.//AMB10. 1997. 26. - № 8. - С. 563-570.

142. Buchanan М., King L.D. Seasonal fluctuations in soil microbial biomass ' carbon, phosphorus, and activity in no-till and reduced-chemical-input maize agroecosystems. // Biol. Fertil. Soils, 1992, v. 13, N 4, p. 211-217.

143. Bumb B.L., Baanante C.A. The Role of Fertilizer in Sustaining Food Security and Protecting the Environment. Food, Agriculture and the Environment Discussion Paper 17. International Food Policy Research Institute. Washington. D.C., 2002.

144. Campbell C.O., Biederbeck V.O., Zentner R.P., Lafond O.P. Effect of crop rotations and cultural practices on soil organic matter, microbial biomass and respiration in the Black Chernozem. // Can. J. Soil Sei., 1991, v. 71, p. 363 376

145. Carter M.R. The influence of tillage on the proportion of organic carbon and nitrogen in the microbial biomass of medium-textured soils in a humid climate. //Biol. Fertil. Soils, 1991, v. 11,N2, p. 135 139

146. Chapin F.S., Torn M., Tateno M. Principles of ecosystem sustainability. // The American Naturalist, 1996, v. 148, N 6, p. 1016 1037

147. Dowling E., Hawley K., Mc Cole R. Fertilizer placement experiments under conservation tillage// ASAE Paper. 1984. - №84. - P. 1-24.

148. Duiker S.W., Lai R. Crop residue and tillage effects on carbon seque-stration in a luvisol in central Ohic. // Soil and Tillage Res. 1999. - 52. - № 1-2. - С 73-81.

149. Dumanski J., Desjardins R.L., Tamocai C, Monreal C, Gregorich E.G.,Kirkwood V., Campbell C.A. Possibilités for future carbon sequestration in Canadian agriculture in relation to lang use changes. // dim. Change. 1998. -40.-№ l.-C. 81-103.

150. Entry J.A., Mitchell C.C., Backman C.B. Influence of management practices on soil organic matter, microbial biomass and cotton yield in Alabama's "Old Rotation" // Biol. Fertil. Soils. 1996. V. 23. № 4. P. 353-358.

151. Gebrat D.L., Johnson H.B., Mayeux H.S., Polley H.W. The CRP increases soil organic carbon. // J. Soil and Water Conserv. 1994. - 49, - № 5 . - C. 488492.

152. Insam H. Are the soil microbial biomass and basal respiration governed by the climatic regime? // Soil Biol. Biochem. 1990. V. 22. № 4. P. 525-53

153. Insam H, Domsch K.H. Relationship between soil organic carbon and microbial biomass on chronosequences of reclamation sites // Microb. Ecol. V. 15. 1988. №2. P. 177-188.

154. Insam H, Haselwandter K. Metabolic quotient of the soil microflora in relation to plant succession // Oecologia. 1989. V. 79. № 1. P. 174-178.

155. Insam H, Mitchell C.C., Dormaar J.F. Relationship of soil microbial biomass and activity with fertilization practice and crop yield of three ultisols // Soil Biol. Bio-chem. 1991. V. 23. № 5. P. 459-464.

156. Haynes R.J., Naidu R. Influence of lime, fertilizer and manure applications on soil organic matter content and soil physical conditions: a review // Nutr. Cycl. Agroec-osyst. 1998. V. 51. № 2. P. 123-137.

157. Hoper H. Bodenmikrobiologische Untersuchungen inder Bodendauerbeobachtung in Deutschland. VBB"Bulletin 3. 13-14. 1999.

158. Arbeitsgruppe Vollzug Bodenbi"ologie, FiBL. CH"5070 Frick. Switzerland in German.

159. Jensen H.L., Swaby K.J. Futher investigation on nitrogen-fixing bacteria in soils. Proc. Linnean Soc. N.S. Wales, 65, 1940. pt 5-6, :5£Q-557.

160. Казюта O.M. Особливост1 розвитку та використання заплавних люових rpyHTiB р. С1верський Донець у люостепових умовах Автореф. дис. канд. с.-г. наук — X., 2004. — 21 с.

161. Klein A.D., Thayer J.S. Interaction between soil microbial communities and organometallic compounds. // Soil biochemistry. V.6. - № 4. -Marcel Dekkor. -1980.-C 431-481.

162. Костов Огняж Микробиологнчни аспекты на екологичното и селскостоланското значение на разлагането на растителните остатыци в почвата и в компости. // Почвозн., агрохим. и екол. 1997. - 32. -•№ 1. - С. 35-37.

163. Korschens М. Zwischenfruchtanbau zur Futternutzung und Grundungung -ein Beitrag zur Steigerung der Bondenfruchtdarkeit // Feldwirtschaft. 1983. -Bd.24.-H.8.~ P. 361-367.

164. Ladd J.N., Amato M., Zhou Li-kai, Schultz J.E. Differential effects of rotation, plant residue and nitrogen fertilizer on microbial biomass and organic matter in an Australian alfisol // Soil Biol. Biochem. 1994. V. 26. № 7. P. 821831.

165. Liebig M.A., Doran J.W. Impact of organic production practices on soil quality indicators. // J. Environ Qual. 1999. 28. № 5. - C. 1601-1609.

166. Lupwoyi N.Z., rica W.A., Clayton G.W. Soil microbial biomass and carbon dioxide flux under wheat as influenced by tillage and crop rotation. // Can. J. Soil. 1999. 79. - № 2. - C. 273-280.

167. Melander В. Apea spica-venti population dynamics and impact on crop yield as affected by tillage, crop rotation, location and herbicide programmes / B. Melander, N. Hoist, P.K. Jensen, E.A. Hansen, J.E. Olesen // Weed Research. 2008. - №1. - P. 4857.

168. Molewar G.U., Hasnabade A.R.,Ismail S. C02 evolution and microbial population in soil as influenced by organic and NPK fertilizers under sorghum-wheat system. // J. Maharashra Agr.Univ. 1999. 24. - № 2. - C. 121 -124.

169. Naylor Rosamond L. Energy and resource constraints on intetnsive agricultural production. // Annu. Rev. Energy and Environ.: Vol. 21 Palo Alto (Calif.).- 1996.-C.99-123.

170. Odum E.P. Trends expected in stressed ecosystems. // Bioscience, 1985, v. 35, N7, p. 419-422

171. Palma R.M., Rimolo M, Saubidet M.J., Conti M.E. Fntuence of tillage system on denitrification in maize cropped soils. // Biol. Fertil.Soils. 1997. -V.25. - C142-146.

172. Пачев Иван, Крыстанов Славейко Сьстояние на органичито вещество в някой агроекосистеми. //Почвозн., агрохим. и екол. 1998. - 33. - № 3. - С. 45-46.

173. Robert M.,Chenu С. Unteraction between soil minerals and microorganisms. //Soil Biochemitry. V.7. - № 4. - Marcel Dekker. - 1992. - C.348-375.

174. Trinchera A., Benedetti A., Dazzi C. Humic substances as indicator of soil organic matter evolution in Vertisols If In proceedings "16 World Congress of Soil Science", Montpellier, France, 1998. Symp. 12, reg. No 781.

175. Schimel J.P., Weintraub M.N. The implications of ex-oenzyme activity on microbial carbon and nitrogen limitation in soil: a theoretical model // Soil Biol. Biochem. 2003. V. 35. № 4. P. 549-563.

176. Stanford G., Frere M. Effect of fluctuatind temperatures on soil nitrogen mineralization. // Soil See. 1975. V.l 19. - № 3. - C. 222.

177. Vang Xue-Ming, Wander Michelle M. // Soil and Tillage Res. 1999. 52. -№l-2.-C 1-9.

178. Wardle D.A., Ghani A. A critique of the microbial metabolic quotient (qC02) as a bioindicator of disturbance and ecosystem development // Soil Biol. Biochem. 1995. V. 27. № 12. P. 1601-1610.

179. Willis A.I. Techniques for the study of anaerobic spore forming Bacteria. In: Methods in microbiology. 1969. V. 3B. London. Acad. Press, 79.

180. Yang Guan-Pin, Nan Lan, Jia Hai-Bo, Zhu Yan-Hong, Liu Ying-Jie, Zhag Kai Yichuan xuebao. //Fcta genet, sin. 2000. - 27. - № 3. - C 278-282.

181. Zimmy H. 1961. Badania nod wystepowenien Clostridium u glebach lakowych. Ekol. Pol ska, 7, 14, 303-311.

Информация о работе

Солдатова, София Сергеевна
кандидата биологических наук
Москва, 2011
ВАК 03.02.08

Диссертация

Роль сидерации и соломы в формировании экологически устойчивых агробиоценозов в южно-таежной зоне - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы