30 Дек

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ЕЁ ФЕРМЕНТАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Проблемы накопления гумуса и его роль в плодородии почвы интересовали ученых с давних времен. Тем не менее, и в настоящее время остается много вопросов, касающихся процессов гумификации растительных остатков, влияния различных агротехнических приемов на гумусообразование. Особенно актуальными эти вопросы становятся в связи с экологизацией земледелия и внедрением нулевых обработок почвы, способных, по мнению ряда отечественных и зарубежных ученых, остановить потери основного органического вещества почвы – гумуса [3,6,8]. В настоящее время весьма перспективно биологическое направление изучения проблем сохранения плодородия почвы при разработке новых агротехнических приемов. По мнению ряда ученых, активность почвенных ферментов является более устойчивым и чувствительным показателем при оценке биологической активности почв их оценке [2,5].

Нами изучалось влияние способов основной обработки почвы на активность полифенолоксидазы и пероксидазы в течение трех лет на опытном поле кафедры агрохимии и земледелия, расположенном в УЧХОЗе ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА, в поле чистого пара в севообороте со следующим чередованием культур: 1. Пар чистый; 2.Озимая пшеница; 3. Соя; 4. Яровая пшеница; 5. Ячмень. Варианты способов основной обработки почвы: 1. Овальная обработка почвы на глубину 25-27 см (Вспашка); 2. Безотвальная обработка почвы на глубину 14-16 см (Рыхление); 3. Без осенней механической обработки почвы (Нулевая). Почва опытного участка – чернозем типичный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый, имеет реакцию среды (pH) близкую к нейтральной, среднее содержание гумуса в пахотном слое составляет – 8%.

Активность почвенных ферментов, пероксидазы и полифенолоксидазы, определялась по модифицированным методикам А.Ш.Галстян [7] . Почвенные образцы отбирались с четырех глубин 0-5 см, 5-10 см, 10-20 см и 20-30 см в начале и конце вегетационного периода (май, август).

Для оценки степени увлажнения принято пользоваться гидротермическим коэффициентом (ГТК). По Селянинову, если ГТК больше 1,6 условия увлажнения характеризуются как избыточно-влажные, если ГТК равен 1,0 и ниже – как засушливые, и если ГТК равен 0,4 и ниже – как сухие. В 2008 году гидротермический коэффициент за период май – сентябрь составил 0,89,что позволяет характеризовать этот вегетационный период как засушливый. В 2009 году он составил 0,59, что характеризует его как очень засушливый. ГТК в 2011 году был равен 1,51, что характеризует вегетационный период как очень влажный, близкий к избыточному увлажнению.

Результаты исследований.

Полифенолоксидаза осуществляет окисление фенолов за счет кислорода воздуха до хинонов, которые способны к быстрой полимеризации, конденсации и образованию гумусобоподобных веществ. Таким образом, определение данного показателя позволяет оценить условия накопления веществ, идущих на образование гумусовых молекул.

Рис.1 Активность полифенолоксидазы в слое почвы 0-30 см в зависимости

от способов основной обработки почвы

В наших исследованиях высокая активность полифенолоксидазы (рис.1) в начале вегетационного периода в пахотном слое наблюдалась в варианте отвальной обработки почвы на глубину 25-27 см в 2008 и 2011 годах при достаточно высоком уровне увлажнения. Данная тенденция сохранилась и к концу вегетации. Однако в очень засушливых условиях вегетационного периода 2009 года наблюдалось преимущество варианта без осенней механической обработки почвы. В среднем за три года исследований более высокая активность полифенолоксидазы отмечена в варианте отвальной обработки почвы, Это свидетельствует о  благоприятных условиях для гумификации растительных остатков в данном варианте опыта, то есть в условиях достаточной аэробности пахотного слоя.

Пероксидаза катализирует окисление фенолов за счет кислорода перекиси водорода и участвует в процессе минерализации гумусовых веществ, то есть действие пероксидазы противоположно действию полифенолоксидазы.

Рис.2. Активность пероксидазы в слое почвы 0-30см в зависимости

от способов основной обработки почвы

Как видно из рисунка 2, в 2009 и 2011 годах влияние способов основной обработки почвы на активность данного фермента было несущественным. Однако в условиях дефицита влаги вегетационного периода 2009 года (ГТК=0,59) отмечалась высокая активность пероксидазы в варианте отвальной обработки почвы, что возможно связано с большим образованием перекиси водорода в стрессовых условиях среды как продукта неполноценного дыхания. Увеличение активности пероксидазы в данном варианте опыта свидетельствуют о нежелательных процессах в почве с позиции гумусонакопления – преобладании процессов распада  над синтезом гумусовых веществ.

По мнению ряда ученых [1,2], соотношение активности полифенолоксидазы и пероксидазы может использоваться как коэффициент гумификации (Кr), и его значение свыше 1 свидетельствует о преобладании процессов гумусообразования над его минерализацией. Полученные в наших исследованиях значения данного коэффициента (табл.1) свидетельствуют о благоприятных условиях для гумификации растительных остатков и накопления гумусоподобных веществ в варианте отвальной основной обработки почвы при достаточном увлажнении  вегетационного периода 2008 и 2011годов. В очень засушливых условиях вегетационного периода 2009 года значения коэффициента были ниже 1, что свидетельствует о неблагоприятных условиях для гумификации растительных остатков и, особенно, при отвальной и безотвальной обработке почвы. В варианте без механической обработки почвы значение коэффициента гумификации было выше и составило в среднем 0,63.

Таблица 1

Коэффициент гумификации (Кr)  в зависимости

от способов основной обработки почвы

Варианты

опыта

2008 год 2009 год 2011 год

Среднее

1

2 Среднее 1 2 Среднее 1 2

Среднее

Вспашка 5,24 2,80 4,02 0,11 0,15 0,13 2,85 1,51 2,18 2,11
Рыхление 2,04 2,91 2,48 0,40 0,09 0,25 2,56 0,76 1,66 1,46
Нулевая 2,14 2,08 2,11 1,10 0,15 0,63 2,41 1,49 1,95 1,56

Таким образом, анализ экспериментальных данных, полученных в течение трех лет в поле чистого пара, свидетельствует о более благоприятных условиях для гумификации растительных остатков в варианте отвальной обработки почвы в условиях достаточного увлажнения. В условиях дефицита влаги процессы распада гумусовых веществ преобладают над процессами их синтеза, однако в меньшей степени они проявляются в варианте без механической обработки почвы, в чем, возможно и заключена положительная роль данного способа основной обработки почвы с позиции сохранения органического вещества почвы.

Библиографический список

  1. Битюкова, Л.Б. Биологические факторы плодородия чернозема левобережной лесостепи УССР при нтенсивном земледелии [Текст] / Л.Б. Битюкова, М.К. Плишко, Н.А.Туев // Микробиологические факторы трансформации органического вещества и плодородие почвы. – Труды ВНИИСХМ. – т.58. – Л.,1988. – С.30-39
  2. Возняковская, Ю.М. Биологические показатели как индикаторы состояния почвенного плодородия [Текст] / Ю.М. Возняковская // Микробиологические аспекты охраны окружающей среды обитания в условиях интенсивного земледелия. – Труды ВНИИСХМ. – т.60. – Л.,1990. — С. 9-17
  3. Воронцов, В.А. Системы основной обработки чернозема в Тамбовской области [Текст] / В.А. Воронцов, Л.Н. Вислобокова, Ю.П. Скорочкин // Земледелие. – 2012. – №7. – С. 19-21
  4. Румянцев, А.В. Влияние ресурсосберегающих технологий на плодородие почвы [Текст] / А.В. Румянцев, Л.В. Орлова // Земледелие. – 2005. – №2. – С. 22-23
  5. Тихонович, И.А. Микробиологические аспекты плодородия почвы и проблемы устойчивого земледелия [Текст] / И.А. Тихонович, Ю.В. Круглов // Почвоведение. – 2006. – №5(32) – С. 9-12
  6. Куликова, А.Х. Системы основной обработки и гумусное состояние почвы [Текст] / А.Х.Куликова, А.В.Карпов, Н.В. Семенова // Земледелие. – 2003. – №5. – С.27
  7. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями [Текст]. Ч.1. (Методика проведения опытов и анализ почв) под общей ред. Академика ВАСХНИЛ В.Л. Панникова. – Москва, 1975. – 152с.
  8. Черкасов, Г.Н. Плодородие чернозема типичного при минимализации основной обработки [Текст]/ Г.Н. Черкасов, Е.В. Дубовик, Д.В.Дубовик и др. // Земледелие. – 2012. – №4. – С. 23-25
    ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ЕЁ ФЕРМЕНТАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ
    Определена активность почвенных ферментов полифенолоксидазы и пероксидазы и их соотношение (коэффициент гумификации Кr) в пахотном слое при отвальной (на 25-27см) и безотвальной (на 14-16см) основной обработке почвы и без осенней механической обработки почвы (нулевая) в поле чистого пара.
    Written by: Коваленко Марина Викторовна, Марковская Галина Кусаиновна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 06/14/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)
    Available in: Ebook