Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ЗЕЛЕНОГО УДОБРЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ ПРИ БЕССМЕННЫХ ПОСЕВАХ И В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ ЗЕРНОВОМ СЕВООБОРОТЕ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ЗЕЛЕНОГО УДОБРЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ ПРИ БЕССМЕННЫХ ПОСЕВАХ И В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ ЗЕРНОВОМ СЕВООБОРОТЕ"

Л-28582У : ; >Ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи РОГОВА Татьяна Александровна

УДК 631.582 : 631.445.2 : 631.452 : 631.874

ВЛИЯНИЕ ЗЕЛЕНОГО УДОБРЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ ПРИ БЕССМЕННЫХ ПОСЕВАХ И В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ ЗЕРНОВОМ СЕВООБОРОТЕ

06.01.01 — общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА— 1987

Диссертация выполнена на кафедре земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева. ' " .

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. Г. Лошаков.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор К. И. Саранин, кандидат биологических наук Н. П. Покровский.

Ведущее предприятие — Всесоюзный сельскохозяйствен -ный институт заочного образования.

оаишта диссертации состоится « /. » иги>(С*£- 1987 г. в «/./.*-» час на заседании Специализированного совета при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «-?<?» 1987 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, <АА

7-» тт"гг\ Вл И» Скоблина*

доцент PsVU>v * *

-'•-> 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА" РАБЬТЫ?

>

Актуальность проблемы. В «Основных направлениях раз- /•>•" вития народного хозяйства на :1981—1985?гт/и."на-период до 1990 года» перед сельским хозяйством поставлена задача — повысить плодородие почв и'урожайность всех сельскохозяйственных культур, обеспечить дальнейший рост производства зерна и кормов. '

Для решения поставленных задач в центральных областях Нечерноземной зоны РСФСР возникает необходимость пре: дельного насыщения севооборотов зерновыми., культурами-, Однако из практики хорошо известно, что насыщение" севооборота близкими по; биологии и технологии возделывания культурами неизбежное влечет за.собой ухудшение биологи- -; ческих показателей плодордня почвы (С. А: Воробьев, 1982; .V О. А. Берестецкий, 1984;-В. Г. Лошаков, .1984). Между; тем, путем определенного чередования культур в специализированных севооборотах, чередованием зерновых культур с пожнивными, которые относятся к другому семейству, использованием сидератов, возможно уменьшение "отрицательного воздей- , ствия высокого насыщениялсевооборотов на плодородие почвы. _'. Поэтому изучение.влияния зеленого удобрения на биологические показатели плодородия дерново-подзолистой почвы ак- -туально и имеет не только теоретическое, но и практическое. / значение. Исследования проведены в соответствии.с Государственным заданием по'проблеме О.сх.27, «Усовершенствовать ". рекомендации по организации и освоению специализирован-.: •'._. ных севооборотов "по зонам страны» (Номер государственной регистрации 81085546).." ..- '/.'," ,: '

Цель и задачи гисследований. Цель исследований заключалась в выявлении влияния зеленого удобрения как в чистом " виде, так и совместно с соломой на биологические показатели дерново-подзолистой почвы при бессменных посевах ячменя и в севооборотах с различной концентрацией зерновых. культур. :.'--.. . :' *: ".-V-'"...' Л . .

Для выполнения работы были поставлены следующие за- >.. Дачи: - '..;; . '/г......".}' .'".. ;. ; ••::'-':

1. Выявить изменения биологических показателей плодородия почвы при высоком насыщении севооборота зерновыми культурами. .- , .- " ' •.-..

2. Изучить'интенсивность микробиологических и биохими-

Изучили Библиотека \

- Московской оял»аа Деки»* се.'Ьсиох^ЯаЫасп. я*(дгмня на. К. А. ¡пМипо1егЧ

. ческих процессов при использовании зеленого удобрения в чистом виде и с соломой в насыщенном зерновом севообороте'."- . • .. • • • -I- С '•'.'. :- ' л'г-: . '"'

3. Установить влияние пожнивного сидерата на азотфикси-рующую. активность почвы в зерновом севообороте и бессмен- . ных посевах ячменя.

♦ 4. Выявить влияние продуктов разложения зеленой массы горчицыв чистом виде и в сочетании "с соломой' на- про- -

ростки-ячменя. - - „• _\ „ „,Л1-.ЛТ---*

5. Определить экономическую эффективность пожнивно- • го • • сидерата в специализированном зерновом севообороте.:,.

Научная новизна. В результате исследований впервые в условиях центрального района Нечерноземной зоны РСФСР установлено влияние зеленого удобрения в чистом„виде, и в сочетании с соломой на потенциальную азотфиксирующую способность' почвы в севообороте с 83%-ным насыщением'зер-. новыми культурами и" при бессменном возделывании ячменя. ♦Установлено, что запашка пожнивного сидерата в чистом виде н с соломой повышает численность микрофлоры и фермен-. тативную активность ночвы в насыщенном севообороте и. при/'

бессменных посевах ячменя. ........... . , _ .. . . :г

Практическая ценность работы. Полученные результаты могут служить основой для разработки приемов регулирования биологических показателей плодородия дерново-подзолистой почвы в условиях специализаций и концентрации,произ- ' водства. • '. . . . . , -,...->-;/

Результаты исследовании прошли "производственную про-, верку и внедрены в совхозе «Аладышо» Чучковского района; Рязанской области. - • • •— •_ ; •....._—:.'

Апробация работы. Основные положения диссертационной. работы доложены и получили положительную оценку на на: учных конференциях ТСХА в 1985 и 1986 гг. и на заседании кафедры земледелия и методики опытного дела ТСХА в Ю86 г. 'I. _ ' - -

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы. Две из них в соавторстве. , _. : , . . I*.

Объем работы. Диссертация изложена на 183 страницах машинописного текста, включая 31 таблицу, 6 рисунков и-со-стоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы (237 наименова-.. ; ний, в том числе 48 работ иностранных авторов). . х., ,

: 2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ "

Условия и методика исследований--•-• •- --

" Работа выполнялась в 1983...1985 гг. на Почвенно-агроно-1 мнческой станции им. В. Р. Вильямса в учхозе «Михайлов- ,

♦ ское> Подольского района Московской области. Почвеннб-; климатические условия этого района - типичны.Лдля;..цент'-'*

. ральных районов]Нечерноземья.. у7ууг~*"13'->л -.,к Почва опытного У; участка Л-дерново-подзолистая,?; среднёй\ \ • степени окультуренное™,4суглинистая по "механическому сос: .

♦ таву со средней; обеспеченностью „питательными- веществами. ; .-, Содержание гумуса в пахотном слое почвы- 1,62%, Р2О5 — *

13,1; К20— Л6,4мг на;100 г почвы, рН—5,7.;;;% - ; «;л

...... . Климат Подольского района умеренно-континентальный.

Лето сравнительно .теплое, умеренно влажное,; зила—уме- .' рённо холодная.- Среднёгодоваятемнература'вЬздуха, + 3,5° С; 8 Самый теплый'месяц — июль, самый-холодныйС-т- январь..Пе- , 4 „ рнод возможной вегетации - растений 'начинается; 20: апреля, > кончается Ю'октябрял! длится 174,дня.: Среднегодовое коли—* .'. чество осадков—'525 мм, сумма биологически.активных тем- ьЧ -. ператур 800—1000° С.-У . V / " • - " ••••: •'••' -V-

Климатическиё условия в годы исследований различались

- по температурному режиму и количеству,осадков.; Наиболее I - благоприятным был'; вегетационный период Л983 года, лето

1984 года отличалось".неустойчивой температурой, абсолют; „ ный минимум-температуры в ночные часы,в~нюне.падал до I ~ 1,4°, выпадение4 осадков часто сопровождалось,' сильным вет- \ "> ром. Отличительной .особенностью вегетационного периода-*«

- 1985 года был сухой и, жаркий август, температура.; воздуха . - за месяц была на 2,8° С выше среднемноголетней, а количе-_ '. ство осадков в 6 раз ниже. . .;, >УЛ\':~ .'";}'

. Полевые, исследования проводились в-комплексном стаци- >, : онарном опыте,.заложенном. „в 1980 году, "в нем изучаются' , шесть севооборотов"-с различным насыщением зерновыми;-

♦ " культурами (Е0,67,*83%) и две зернофуражные культуры:л, ~ ячмень и овес возделываются бессменно. г

Все варианты опыта развернуты на территории в рендо-" "- .мизированных' блоках. Повторность опыта>\.4-кратная-с'4-ярусной системой размещения блоков. Размер опытной делян-' ки 80 м2 (16X5 -м).Г;0:' ; '• У ' '.' -'-—-;*'.";."- -'' ;. '.

Исследования "'Проводились в посевах -ячменя следующих вариантов опыта: ,1 — бессменное возделывание ячменя без удобрений; 2—бессменный ячмень+КРК; З — бессменный . ячмснь+ЫРК+пожнивный •" сндерат; .4 — бессменный яч-. - мень+КРК-1-пожнивный сидерат+солома; -5Л-севооборот с

50% зерновых" культур+КРК; 6 —севооборот с ,83% зерно-,». „ /вых + КРК; 7 — севооборот с 83% зерновых+КРК+ пожнив-? ный сндерат; 8,—севооборот с 83% зерновых'культур+.КРК-1-; пожнивный сндерат.+сблома. '". ;".. ,.'♦ Ч_;,;Г:>7,'лУ,'"• '.'С' '.'• ..'

Минеральные удобрения в севооборотах вносили в расчете Г на запланированный-урожай, с учетом/почвенного плодоро-. дия. Удобрения вносили общим фоном! из расчетагК96Р120К104

Схема стационарного опыта

%

зерновых

Чередование культур в севооборотах по полям

'6

50

07

83

83

83

Мн. травы 1 г. п.

.':) 7 ■ ••

» Клевер'

-"' '13'' ,

Вика-овес на ;3ел. корм

У, 19

Вика-овес на £зел> корм

Мн. травы 2 г. п. Озимая пшеница

8 -Л . . :.

Озимая пшеница Овес '

14 15 .

Озимая пшеница Овес

•23 ; 21

Озимая пшеница+ Овес пожнив. на зел. корм

• 2! .•••.. 26 ,27 .

Вика-овес на Озим. пшеницаЧ- Овес . зел. корм пожнив. культ, на зел. удобр.

Кукуруза на • силос

. 10

Вика-овес на зел. корм

:• 16 > • Ячмень

22 :

Ячмень

28 Ячмень

5

Овес

11

Озимая рожь

.. ' 17

Озимая" рожь I

Ячмень с подсево* трав

Ячмень'с подсевом , . клевера. , ,

: , '18; < .. Ячмень ' ;

Озимая пшеница 4- Ячмень+пожнивн. пожнив. культ, на культ, на зел; зел. корм, .:'- корм

•••.. -.29 и*'\ ' 30;У. I* •'

Оз.:рожь+пожнив Ячмень+пожнивн. на зел.удобр.'. 1 на зел. удобрение

2 3

31 32 •

Вика-овес на Оз. пшеница+по-.- зел. корм жнив. на зел.;

удобрение+соло-

33

Овес

34 Ячмень

37 .;.:•:

Без удобрения

.43 '

Без удобрения

< ,- ма 38

№К

44

№К

3?-' ; 40

Бессменные посевы ячменя •

ОТК+зел.удоб ОТК+зел.

удобр.+солома

45 46

-Бессменные посевы овса '

ОТК+зел.удоб ОТК+зел.

удобр.+солома

35 , 36

Оз. рожь+пож- Ячмень+пожнив.

нивн. на зел. •' на зел. удоб.+со-удобр.+солома- лома

; 41 • *..- " '•• '". 42 -ОТК+зелен. удобр.+соломал

47 ; - , 48';

1КРК+зелен. удобр.+солома;

под ячмень и овес, К200Р160К120 — под озимую пшеницу, КоР1еоК12о — под озимую рожь, К250Р180К250 — под кукурузу, К74Р70К56 — под многолетние травы и К90Р120К90 — под вико-овсяную смесь. Фосфорные и калийные удобрения вносили; под основную обработку почвы, азотные'—под предпосевную.

Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур в опыте была общепринятой для хозяйств Московской области; / . -. ; . .,.„. „ .!:.;., ,, \ „.....• _л_

Белую горчицу высевали пожнивно после уборки озимой пшеницы, озимой ржи, ячменя и овса. Вслед за уборкой зерновых вносилл азотные удобрения из расчета 50 кг/га действующего вещества за счет последующей культуры и солому ' на соответствующих делянках. Обрабатывали поля дисковыми лущильниками и РВК-3 с последующим посевом горчицы. Посев проводили зерновой сеялкой, норма высева 40 кг/га всхожих семян. Запахивали зеленую массу горчицы и солому на глубину пахотного слоя. Урожай зеленой массы горчицы в годы исследований был различным и зависел во многом от погодных условий пожнивного периода и от предшествующей культуры. В среднем за 1983—1985 гг. в опыте получено зеленой массы пожнивной горчицы: после озимых зерновых от 157 ц/га до 224 ц/га и после яровых зерновых культур от 44 ц/га до 121 ц/га.

Для изучения влияния зеленого удобрения и удобрения с соломой на интенсивность микробиологических процессов в почве под ячменем в оптимальных условиях были проведены вегетационные опыты в теплицах полевой станции ТСХА. В вегетационных опытах изучались всё, описанные выше, варианты полевого опыта. Опыт проводился в полиэтиленовых сосудах, имеющих 4,5 кг абсолютно сухой почвы. Почва для опыта была взята с соответствующих делянок полевого опы-' та. Повторность опыта 4-кратная. - -•'

Модельный опыт проводили с целью проверки влияния продуктов разложения зеленой массы горчицы на прорастание семян ячменя. Для этого в стеклянных стаканах 100 г почвы перемешивали с зеленой массой горчицы, в чистом виде и с соломой, и помещали в термостат на 10, 20, 30, 40, 50 суток. Влажность почвы и температуру в термостате поддерживали оптимальную для компостирования. _ _;

После соответствующего периода почву переносили в "чашку Петри для проращивания зерна. Для контроля брали почву, компостирование которой проходило без внесения горчицы. '."

Основные лабораторные исследования проводились по следующим методикам: микробиологический анализ — по методике, рекомендованной отделом почвенных микроорганнзмов-института микробиологии АН СССР, в свежихобразцах'поч-

• вы корневойгзоны.:ячменя;:.«потенциальную»лазотф1Шсируюг1;, 'тую способность почвы Определяли 'ацетиленовым-методом.»; (М. М. Умаров,: 1976)реактивность*'почвенных лферментов—'* , активность.каталазы методом А. Ш.'Талстяна;(1956); уреазы (Н. Н." ;Ромейко,'» С; М.гМалинская,:;1963);:. протеазы -по ; Г. Гоффману. и;.К.":Тейхеру (G. Hoffman, "K.:Teicher,A1957),' активность инвертазы по Д. Г. Звягинцеву;(1980); биологиче-* скую активность.почвы по интенсивности.выделения СО га- -зохроматографичёским.методом:(А. Г.:Свиженец, М. П. Бан--кин) в модификации кафедры почвоведения;«ТСХА; учет урожая основных культур в опыте проводили.сплошным методом ," с последующим "пересчетом на стандартную влажность (БЛ А. "Доспехов,-1979);.л.. :; . .;•,,„>,. •..:'-"»> . ••;•-• * , • ,

"РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ - • "?

3.1:?Влияние степени насыщения севооборотов зерновыми культурами и пожнивной~сидерации на состав и .: активность почвенной микрофлоры , ;„, *

- Данные микробиологических, анализов полевых и' вегетационных опытов;показали,,что насыщение севооборота зерновыми культурами,от';50.до 83%угнетающе действуют на раз-' витие сапрофитной.микрофлоры почвы .(рис. 1). Более бла. гоприятные-условия.для высокой4биогенности.почвы склады- '*, ваются в плодосменном севообороте, г Это происходит за счет ' ежегодного чередования, сельскохозяйственных культур. Из-"-' менения структуры-севооборотов, связанные-с> узкой гспеци-л ализацией, шарушаютЛ; равновесие ..между -растительным по: '. кровом '„и почвенно-биологическими условиями.. ♦.;-:;. : -А... ' "

Исследования*показалн, что во всё годы.численность ocv новных .групп Лмикроорганизмов была.выше »в плодосменном . севообороте, ;но сравнению с севооборотом, предельно;насы- v

щенным зерновыми .культурами. Однако .следует, отметить, " что в первый год: исследований разница вычисленное™ микроорганизмов, учитываемых на МПА (выход в трубку ячменя), * составляла всего 887 тыс. клеток в 1 грамме абсолютно сухой '

почвы. .С увеличением срока ротации, севооборотов увеличи-' валась и разница в;численности изучаемых.микроорганизмов между этнми;вариантамн. В 1985 годуЛколичество бактерий - на МПА 'вЛсевообороте 1с 50% насыщением "зерновыми было

- - на i0 млн.,32Гтыс. выше, чем в севообороте с 83;% зерновых (рис. 1).'Аналогичная тенденция наблюдалась и при уче-

' тс микроорганизмов на крахмало-аммиачном агаре. "-" .С.

- . . Особенно ярко отрицательное влияние1.тех факторов, ко v. торые действуют .при „высоком насыщении севооборотов от- , дельными видами.сельскохозяйственных культур, в том" чист

- ле уменьшение'численности и активности сапрофитной мик-*

рофлоры, проявляются в условиях бессменных посевов (рис: 2). Причем с. увеличением-, срока бессменности Изменяется . сильно не только количественный, но и качественный состав микроорганизмов. Во второй .и, третий годы опыта в составе " грибной микрофлоры при бессменном выращивании ячменя '. преобладали представители , рода= Pénicillium и Fusarium. ' Среди бактерий чаще стали .встречаться-представители рода г.': Bacillus и Pseudomonas. По литературным данным, в дерново-. -";• подзолистой почве Московской области эти микроорганизмы обладают фитотоксическнми свойствами (Т. Г. Мирчннк, 1984> . О. А.Берестецкий и др., 1984).-/\\*

Проведенные исследования показали, что применение зе-, леной массы горчицы, как в чистом видег так и. с соломой и 'минеральными удобрениями привело к заметному увеличению численности микроорганизмов.в почве специализирован-; ; ного' зернового севооборота и бес:сменных посевов. Самая , : . ; высокая;численность микрофлоры: была отмечена в 1985 го- : ду в* почве насыщенного зернового севооборота с применени-'. ем зеленого удобрения и соломы. .-.'"".".'- ,/

. В фазу выхода в трубку ячменя общая численность'изу- " чаемых микроорганизмов достигала 95,7 млн. клеток в 1 г ? абсолютно, сухой почвы. Основной причиной высокой биоген-. ности'почвы; данного варианта послужило дополнительное ;; поступление, в почву органического материала — источника ; энергии и;пЙ1ци почвенной микрофлоры. Сумма всех пожннв-но-корневых остатков, включая ..горчицу и солому, запаханных подурожай 1985 года в этом варианте, составляла 74 ц/га. При использовании только одной горчицы в почву поступало значительно меньше органического материала, меньшей была и общая, численность, и микроорганизмов. Однако, во все годы-исследований их биомасса в почве данного варианта была выше, чем. в плодосменном севообороте (рис. 1).- . -_.

Применение зеленого .удобрения, и удобрения с соломой в бессменных посевах ячменя,.хотя Активизировало развитие почвенной микрофлоры, однако их „численность была ниже по сравнению с севооборотом, с 50% .насыщением зерновыми культурами.; • • • '-"„ „-г"' У. _

3.2. Действие зеленого удобрения в чистом виде ив сочетании с соломой на свободноживущую г 1 азотфиксирующую микрофлору в почве

-В полевом и-вегетационном опытах установлено, что.в. •/ дерново-подзолистой почве запашка пожнивного сидерата, как в чистом виде, так и совместно с соломой, резко увеличи-тС вала численность бактерий рода Clostridium (табл. 2). Стимулирующее действие вносимых удобрений,на азотфиксиру-

ШЗ г.

40

30 "0

то

±01_

50 •

4030

20" 10

2 3

тт-1 г.

4 варият'н

Л Ш 1т,

0>1тл.

&

ТА

' Т

50 • 40" 30 ! 20-ТО -

г 3

1325 г..

п

варианты-

1Ш™

М

И.

&м

¥

I

3

3 •• .зариантм

Гис. 2 Влияние еелвкого удобрения и улойречня е солоот? нл '•В>МЫН-.ОЬ м1кгюсрг.л-!'лмоп в риЬосЗ бсе.ячмоня при бзо-fГVгfjii'iiiy: посем*: Т-лсс-'онный я-лк-пь лзудоЯмздап; г-бегчинт'Ч ЯЧУОНЬ *ТН; З-лЗСМОНЖ 53 яумень •• Ж.-л+ПС; 4-Йоссмоннп>1 тМ-Д, * ШПУЛС-

Здк*Ы\чв обозначения! ПС-пйтнийнч* сидар.ст, С-удобречие.

т

п

$

Рпктврии

Лдоргоиа,*

. акттлэ мкцеты

V. г—',-' •;• •.-•;•.•-.•'.<• •/••^•"Х л.Таблица 2

- Влияние зеленого удобрения и удобрения с соломой на численность азотфиксирующих микроорганизмов в дерново-подзолистой почве зернового : севооборота и бессменных посевов ячменя, 1984 г., "-.;.*.:"".,; (тыс: клеток в 1 г абсолютно сухой почвы)

Вари-

анты -V Зерно-

опыта вых

Удобрения

__. / г

Выход в трубку Цветение Молочно-восковая спелость

Clostridium Clostridium Clostridium

pasteurianum acetobutylicum pasteurianum . acetobu-'tylicum pastcu-' rianum acetobutylicum

В бессменных посевах

100 , без удобрений 11,3

100 NPK 13,2

100 NPK+ПС 90,0

100 NPK+ПС+С 244 0

893 244 305 80 142

1237 307 431 -93 136

9000 1802. 2172 939 1198

11590 1877 2480 1890 2598

В зерновом севообороте

5 • 50 " NPK . 170.0 1105 932. 807 145 503

6 83 : NPK 74,0 852" 560 492 94 200

7. 83 • NPK+ПС 470,0 17600 5641 4897 1838 2221

8 83 NPK+ПС+С 900,0 29770 9396 11980 2531 4996

Л ющую микрофлору особенно сильно проявлялось в почве насыщенного зернового севооборота при совместном внесении .зеленой массы горчицы и соломы. Так, в 1984 г. численность бактерии рода Clostridium" pasteurianum в этом варианте опыта была, в 12—27 раз выше но сравнению с предельно ' насыщенным севооборотом на'фоне NPK (табл. 2). Числен; ностьпротеолитических бактерий (CI. acetobutylicum) возрастала соответственно в 25—35 раз.

При сравнении численности анаэробных азотфиксаторов рода Clostridium в почве бессменного ячменя без удобрении и на фоне минеральных удобрений обнаружено, что внесе-.. ниё минеральных удобрений не влияло на группу сахароли-тических анаэробов. Количество бактерий рода CI. pasteuria-num в вариантах без удобрений и на фоне NPK во все годы /исследований было практически равным. Внесение пожнивного сидерата в почву бессменного ячменя стимулировало раз-витие.азотфиксирующей микрофлоры в 5—10 раз, а при сов; местном ' использовании зеленого удобрения и соломы их "численность повышалась в 5—20 раз. . '

_, .Стимулирующее влияние зеленого удобрения"в чистом вн"-* де'н с'соломой на' размножение азотфнкснрующпх анаэробов объясняется*не только тем,'что,оно может служить- поставщиком энергии и пнтательныхгвеществ.для этих микроорганизмов, органическое вещество,сидерата и соломы является . также.еще источником витаминов,* ростовых'веществ""и мик~* роэлементов. ',-;'- . ' - • - . • .ч _ " •

'. 3.3. Потенциальная азотфиксирующая способность1 почвы "ч

/г лДанные многих исследований доказывают, что активность; иесимбиотической азотфиксацип в почвах находится в;прямой \ зависимости от численности азотфнкснрующпх бактерий I (Т. Л.'Калининская и др.,' 1973; В. Т. Емцев и др., '1975; ♦ Н. П. Покровский, 1980).'Поэтому, создавая условия- для, развития азотфиксирующей" микрофлоры,'можно,значительно" лповышать процесс фиксации молекулярного азота. " 'Т *1 • Наблюдения за потенциальной азотфиксацией почвы,-проЛ водимые нами с помощью ацетнленового'метода в условиях ; полевого опыта, показ'алиГчто энергия азотонакопления, обу-. условленная деятельностью иесимбиотической азотфиксирую-щей микрофлоры, возрастает «под влиянием зеленого удоб-" рения, (таблица 3). -„с, * - "- "-'- \ "»,

„ \' • * \ ' Т а б л и ц а3

\. Влияние зеленого удобрения и удобрения с соломой на потенциальную л , азогфиксирующую активность дерново-подзолистой почвы- ,;

Вариаи- " .'ТЫ ' ' % зерновых Удобрения '* ' ' Выход в трубку " ячменя , -

опыта' 1984 г. "1985 г/

Г,, . - - Бессменные посевы

-1 „' ч - з , 100 100 . 100 100 без удобрения V ОТК > . ,_•'-." КРК+пожнивная горчица КРК+пожнив. горчица+солоча В зерновом севообороте 93'; 124 \ 9351017"-; - 72 -,:90 г -v870 л ~1463\

* • 5 50 ОТК 789 Л' ''112.*'

6

7

8

50 83 83

ОТК-- , ' • к '

КРК+пожнивная'горчица ' -МРК+пожнив- горчица+солоча

109 -'5531С-- 7802 .

-245 '

6329 8116;

ж_ Уровень азотфиксацнив почве при использовании "сидерата и соломы в среднем был в 7,—30 раз выше, чем в „'почве. ^контрольных вариантов. При этом в почве севооборота акти; 'Ъизацня процесса азотфиксацип шла более значительно,- Вне-

ю;

-«

сение зеленого удобрения в почву бессменного посева повышало уровень ее потенциальной азотфиксирующей способности в 9 раз по сравнению с вариантом" опыта, где вносили только минеральные удобрения. Тогда как в почве севооборота увеличение азотфиксации от применения сидерата было в 25Л50 раз выше по,сравнению с севооборотом с 83%-ним насыщением зерновыми на фоне КРК'и в 30.раз—по сравнению с плодосменным севооборотом (табл. 3).

.Наиболее значительные размеры азотфиксации были отмечены в почве насыщенного зернового севооборота, где зеленая масса горчицы применялась совместно с удобрением соломой.

\ 3.4. Влияние пожнивного зеленого удобрения

на биохимические процессы дерново-подзолистой почвы

Результаты определения ферментативной активности почвы показали," что внесение'зеленого удобрения, как в чистом виде, так и совместно с соломой изменило активность почвенных ферментов (табл. 4). Наиболее существенно в летний период увеличивалась активность протеазы и уреазы. При бессменных посевах ячменя сидерация в чистом виде увеличивала протеазную активность почвы в 2,0—2,5 раза, в сочетании с удобрением соломой — в 2,7 раза по сравнению с вариантами без удобрения. Наблюдалось увеличение активности этих ферментов при сидерации-с соломой и в зерновом севообороте.

Прослеживалась тенденция к усилению активности ката-лазы и инвертазы в вариантах с зеленым удобрением в чистом виде и при совместном его использовании с соломой.

Резюмируя результаты проведенных исследований, следует отметить, что органическое вещество, вносимое в почву в качестве удобрения, улучшая ферментативную активность почвы, способствовало ускорению процессов трансформации углеводов и азота в почве. Это, в свою очередь, улучшало пищевой режим почвы.

При использовании зеленой массы горчицы и соломы как органического удобрения особое значение имеет познание степени токсичности для растений соединений, образующихся при их разложении.

Модельные опыты показали, что почва, компостированная с зеленой массой горчицы, в течение 10 суток угнетающе влияет на проростки ячменя. Длина проростков в этом варианте на Ч 1 % ниже контроля, а по массе проростков отставание составляло 20% (табл. 5).

Совместное применение сидерата и соломы оказало более сильное ингнбирующее влияние, это, вероятно, связано с образованием токсина натулина. Известно, что он выделяется

И

Влияние зеленого удобрения и соломы на активность ферментов почвы под посевами ячменя * ' (фаза в выходе в трубку)

1983 г. ' 1984 г. '1985 г. ,

Варианты опыта нШ 8228 о.й я 3 С я Ь- П U я К 2 -я о 8 0 3 о , 8? я 8 '. . о . 4 2< ^ 1- я о о й Я о га „ о н к га о Я о я: [- Я ^ я я-? Я пО Та 10 (8 о 2га „ я л Ь о О га 2 -СИ 8 = к я' а Е я 3 с я н <ю U со я< £« о О.Та я о >>а я 8 s 8х е2 . й - " 3 п к Я ,. Я г я ПО <- т £ о 2 Л ^ ^ с^ м , ^ щ ей та й Я в я 8 (В С-г я*£*-| го су В* >>? га 8 2 я5- £ *" я я га о Я (л Я . га ! я п О

В бессменных посевах

15,9 0,74 51,6 3,3- .23,2 1,11 59,3 3,1 22,5 1,28 57,3 3,2

23,8 1,57 56,2 3,4. 25,0 1,68 63,5 3,4 27,0 1,59 58,7 3,5

39,7 2,4 61,3 3,8 36,0 2,0 65,2 3,8 34,3 1,76 63,3 3,8

42,3 2,2 63,3 4,0 41,0 2,4 65,8 4,0 42,2 '2,08 64,4 4,1

В севооборотах

5 22,5

, 6 30,4

' 7 39,7

8' 47,6

НСРО; 0,77

2,0 62,0

1,6 59,0

2,3 74,4

2,5 66,1

0,05 • 0,51

3,8 33,1 1,7 64,3 3,5 33,1

3,6 27,8 1,2 62,7 . 3,5 25,3

4,2 39,9 1,9 66,4 4,0 37,8

.3,9 44,2 2,3 66,7 4,2 46,3

0,07 0,40 0,07 0,25 0,09 0,38

1,78 1,49 2,1 2,6 0,07

60,1 58,4 64,4 65,2 0,47

3.5 -

3.6 3,9 4,1

0,09

Биометрические показатели проростков ячменя в зависимости от длительности компостирования почвы с зеленой массой горчицы Л, ~ ... в чистом виде и с соломой .

Длина про- Масса • ' ' .-

'Г.. - „ 'J:- Варианты опыта '. . ростков проростков корешков

см I % г I ' % г %

Компостирование 10 суток .

Почва (контроль) . . Почва+горчица-' • .' ... Почва+горчица+солома HCPos,. •'•-. • •-. • •.

11,4 100 0,25 100 0,10 100

10,1 89 0,20 80 0,09 90

0,18 72 0,08 90

0,35 — 0,012 — 0,01 —

Компостирование 20 суток \

Почва (контроль)......12,5 100 0,28

Почва+горчица...... 10,8 86 0,23

Почва+горчица+солома' . . ". 9,7 78 0,17

HCPos ..........•:. % . . 0,40 — 0,014

Компостирование 40 суток

: Почва (контроль) ! . . . -. 12,0 100 0,30

;Почва+горчица .-.'.. .* . . 12,2 102 0,30

.Почва+горчица+солома .. . .12,0 100. 0,29

-HCPos ................. 0,35 — 0,13

100 0,12 100

82 0,11 92

61 0,10 83

— 0,01 —

100 100 97

0,11 0,12 0,11 0.01

100 109 100

в почву при разложении соломы и является продуктом жизнедеятельности Pénicillium uriticae (Т. Г. Мирчинк, 1976). Физиологически активные вещества, попадая в почву, в конечном итоге разрушаются микроорганизмами и тем быстрее, чем выше ее биологическая активность. ;.- :

JB наших опытах ингибирующее действие продуктов разложения зеленой массы горчицы сильно снижалось после 30 сутокее компостирования с почвой. На 50-е сутки горчица и солома;, компостированная с почвой, не только не оказывали угнетающего-влияния на проростки ячменя, но даже несколько стимулировали их развитие.

3.5. Урожайность ячменя при использовании пожнивного зеленого удобрения в специализированных зерновых севооборотах и при бессменных посевах

"Применение зеленого удобрения в севооборотах с 83% зерновых и в бессменных посевах положительно влияло на урожайность ячменя (таблица 6).

Севооборот и ',. % зерновых

_ . 1 - 50 , - ' III -83 ..' .V -83 . : .vi —83,

Бессменные *-" . посевы

Урожайность ячменя за, 1983—1985 гг. * (при 44% влажности зерна) -Удобрение

Годы Сред-

1983 1 1984 1985 нее

32,0 30,3 32,2 34,6 32.5 38,0 31,3 23.8 27,7 32,6 " 28,9 -•. 32,6 *

33,1 17,0 26.6 30.6" 34,4 18.7 31.8 35,2 32,7 13.5 22,7 26,7 33,4 1 ' » 16,4 27,0 , 30,6 '• -'.

30.3 "3,3 '35,5 - 1,3 27,1 1,5 31,0' -

ОТК • , „ . *

КРК • -' ----'• КРК+пожнивный сидерат -КРК-т-пожнивный сидерат+ солома . .,"

Без удобрения * ,' " .'

ОТК *- . . , * ' ......

ЮТК+пожнивный сидерат КРК+пожннвный сидерат+" солома _ • * *

НСРоз (Ц/га) „\ --

т \ Из-за неблагоприятных погодных условий прибавки* уро. ' : ж'ая не всегда были достаточно высокими,-Однако во все годы... \ исследований отмечена тенденция к'иовышению урожайности; Лячменя.-* '_/- - - „ - V \

. ' "При бессменном воздействшГячменя запашка пожнивного, ' „сидерата в.среднемза • 1983л1985 гг. повысила урожайность. на" 13,9 ц/га по;сравнениюсЛвариантом"без удобрений'и на .3,3 ц/га,была вышёТчемЛвЛбессЪенных;посевах на фоне'КЯК. '• лЗапашка пожнивного* сидерата. в-чистом виде-и- совместно с соломой в насыщенном зерновом, севообороте повышала урожайность ячменя до »уровня:{:севооборота с 50% , зерновых *"

культур.. vЛ"Л;/Л'j:::/Лr\ГЛ.-rhЛ-;';?Лvi ~ I -/;** ''_>--

\ ; Экономическая,рценкапрймёнешГя сиде*рата"*показала, что при запашке.зеленого"удобренияив'севообороте с 83% зерно- -вых"увеличив"ается1выход ;Ьерна;н"а-2,1,ц/га "(7,2%) -„го сравнению с аналогичным севооборотом; на фоне КРК, и на 13,3 " 4 ц/га "(74%) по сравнениюi'сЛплодосменом. Общин выход про-;* дукции.с 1 галпосевовячменялна;47,2;руб., или на 11,7%*, вы-*Л ше, чем в контроле." Чистыйдоход;возрастает на 15,3%, или. на 42 руб. с 1 га.:Снижается, себестоимость полученной"про-, : дукции, зерна на 10,7%Ли;соломы]на_л9,1с/о по сравнениюЛ , контролем, тогда"как* за*трать1;,"труда£остаются" такими же, 'что и 'в"севообороте с'83%-;зерновых наЛфоне одних минераль- " ных.удобрений—Г ; 13,0* и 13;Ьчёл;-ч;на-1*га. ", " - . '-; \ -. - Производственная проверка' результатов исследований в " "совхозе «Лладьино» Нучковского"района Рязанской области" ' на площади 457,га'показалалчто-использование пожнивного сидерата на дерново-подзолистой почве!экономически выгод" - НО. * ' - ' - : ';"- ' ---'- -"

"-.': :'..-"•..; • "-•-• - Общие выводы

. 1 . В центральных областях Нечерноземной зоны РСФСР - возможна высокая степень насыщения севооборотов зерно... выми культурами при чередовании озимых и-!яровых зерновых культур в7 сочетании с пожнивным зеленым удобрением ! и.удобрением с соломой. N

, . .) 2. Насыщение севооборота зерновыми культурами от 50% *до 83% без применения пожнивных сидератов ухудшает б и -л дологические показатели плодородия дерново-подзолистой ноч-о .'вы:.в 1,5 раза снижается численность сапрофитной микрофлоры, увеличивается встречаемость в почве микроорганизмов, обладающих фитотоксическими свойствами, такие, как Bacillus mycoides, Pseudomonas denitriiicans, в составе грибной л .микрофлоры преобладают представители рода Pénicillium, Fusarium. ...-,'•'

.3. Использование пожнивной горчицы белой в качестве . удобрения в чистом виде и совместно с соломой в насыщен-1 ном зерновом севообороте и бессменных посевах ячменя уве-1 лнчивает поступление в почву органического вещества, служащего источником питания и энергии для микроорганизмов. Общая численность аэробной микрофлоры возрастает при этом в. 1,5—2,5-раза. Изменяется видовой состав микроорганизмов..... , _

.4. Запашка зеленого удобрения в чистом виде и в сочетании" с соломой в почву севооборота с 83% зерновых повышает содержание бактерий рода Clostridium в 10—20 раз. Потенциальная азотфиксир'ующая способность почвы. возрастает, при этом в 25—40 раз.

. 5. Численность азотфиксаторов в почве бессменного ячменя возрастает при внесении зеленой массы горчицы в 6 раз, при ее использовании совместно с соломой в 10 раз. Азот" фиксирующая способность почвы также повышается в среднем в 6—10 раз%'\

6. В специализированном зерновом севообороте внесение : • пожнивного сидерата'активизировало ферментативную активность дерново-подзолистой почвы: активность уреазы воз- . растала на 52%, протеазы на 45%, инвертазная активность была выше на 10|%. и активность каталазы на 17%'.

.7. Физиологически активные вещества, образующиеся при разложении горчицы и соломы, запаханной в почву с осени, " не оказывают угнетающего действия на проростки ярового ячменя. Было установлено, что.ингнбирующее влияние продуктов распада горчицы исчезает на 40 сутки ее компостирования с почвой,

: 8. Применение зеленого удобрения в севообороте с 83%-ным насыщением зерновыми культурами повышает урожай-

ность ячменя п среднем на 3,7 ц/га, или на 12,8%, а в сочетании с удобрением соломой на 4,5 ц/га, или на 15,6%. При этом во все годы исследований урожайность ячменя в предельно насыщенном севообороте не уступала уровню урожай-ностн в севообороте с 50,% зерновых. Запашка сидерата-в . чистом-виде и с соломой в бессменных посевах, ячменя, повышала урожайность з'ерна на 3,8—4 ц/га, или на 14—18%.-

9. Насыщение севооборота зерновыми культурами от. 50% до 83% повышает выход зерна с 1 га севооборотной площади' на 62,6%. Продуктивность зернового севооборота увеличивается при использовании сидерата п чистом виде на 74,8%, а при сочетании с удобрением соломой на 76',5%.

10. Применение зеленого удобрения и удобрения с соломой при возделывании ячменя в предельно насыщенном севообороте экономически*выгодно. Уровень рентабельности;про-

изводства ячменя повышается на 21%, получаемый Лчистый. доходе 1 га посевов возрастает на 15,3%. . ."

При бессменном возделывании ячменя уровень рентабельности от запашки сидерата "совместно с соломой повышается на 30%. - ' . ' * -

Рекомендации производству

1. В.целях улучшения биологических .показателей плодородия дерново-подзолистой почвы рекомендуется использовать пожнивные,посевы горчицы белой на зеленое удобрение в специализированных зерновых севооборотах Нечернозем-. ной зоны РСФСР.'

2. Для повышения потенциальной азотфиксирующей спо-. собности почвы необходимо зелсное.'удобреппе применять в« сочетании с соломой озимых-зерновых'культур. . , •

- По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Рогова Т. Л. Влияние зеленого удобрения и соломит специа-, лизированном зерновом севообороте и бессменных посевах ячменя па биологические показатели плодородия почвы.— Достижения микробиоло-" гни — практике. Тезисы VII съезда Всесоюзного микробиологического общества,, Алма-Ата, ^85, с. 64.. . . .

2. Рогова Т. Л., Лошаков В. Г.,1 Емцсв В. Т., Ницэ Л. К. . Влияние зеленого' удобрения и соломы па микробиологические, процессы в дерново-подзолистой почве и урожайность ячменя.— Микробиологические процессы п почвах и урожайность сельскохозяйственных культур. Мате- ' риали-к республиканской конференции. Вильнюс, 1986, с. 314. ' ...

3. Лошаков В. Г., Емцсв В. Т., Ницэ Л. -К., И в а и о в а С. Ф., Рогова Т. Л„ Асхабов Р. Ю. Роль'.пожнивного зеленого' удобрения и удобрения соломой в повышении биологической активности ' почвы в специализированных зерновых севооборотах центрального Нечер-ноземья,—Известия ТСХЛ, 1986,* .\в 4, с. 10—17. -" - . • '•

Л-89238; 27/Ш—87 г. Объем 1 п. л. -Заказ 800. - . Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. Л. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно