Ранее установлено, что эффективность одних органических удобрений на серых лесных почвах может быть в 2 раза более низкой, чем эквивалентных доз минеральных удобрений. В силу значительного варьирования агрохимического состава органогенных отходов их эффективность может меняться в широких пределах и зависеть от вида удобрений и способов их внесения [4, 5].
Очевидно, использование различных систем удобрения оказывает заметное влияние на изменение активности почвенной микрофлоры. Проявленияизменений под действием тех или иных приемов в сельскохозяйственном производстве чаще всего возникают не сразу, что делает их оценку в значительной мере субъективной. Поэтому обычно применяемые методы анализа физических и химических свойств почв для оценки их трендов часто не отражают в полной мере существующую действительность. В этом случае для более полного понимания происходящих изменений в почвенно-биотическом комплексе преимущество имеют живые микроорганизмы. Разнообразные микроорганизмы, обитающие в пахотном слое почвы, чутко реагируют на изменяющиеся условия, в то время как морфологические, химические свойства почв более консервативны и являются результатом накопления медленно протекающих процессов [1-3].
Как правило, на активность почвенной микрофлоры существенное влияние оказывают уровень аэрации и влажности почвы, энергетические составляющие процесса, находящегося в прямой зависимости от внесенного в почву свежего органического вещества, а также культуры севооборота и температурного режима.
Цель наших исследований — оценить влияние различных систем удобрения на основе применения навоза КРС, помета птицы и минеральных удобрений на целлюлозоразлагающую активность почвенной микрофлоры. В данных исследованиях использовался аппликационный метод с применением льняной ткани, который позволяет оценить по скорости и степени разложения льняного полотна интенсивность развития целлюлозоразлагающей почвенной микрофлоры[2].
Исследования выполнялись на серой лесной почве среднесуглинистого механического состава. Содержание гумуса в пахотном горизонте варьировало от 3,14 до 3,93 %, подвижного фосфора (по Кирсанову) — от 79 до 155 мг/кг, обменного калия (по Масловой) — от 139 до 170 мг/кг. Содержание общего азота в пахотном горизонте варьировало от 0,20 до 0,24 %; рНКС1 – от 5,1 до 5,5; гидролитическая кислотность — от 3,5 до 5,1 мг-экв/100 г почвы.
Система удобрения:
| Озимая пшеница, 2012 г. | Ячмень (2013 г.), овес (2014 г.) |
| Контроль | Контроль |
| N40P40К40 | N40P40К40 |
| N80P80К80 | N80P80К80 |
| Навоз КРС – 28 т/га | Последействие навоза КРС – 28 т/га |
| Навоз КРС–28 т/га + N40P40К40 | Посл. навоза КРС 28 т/га + N40P40К40 |
| Навоз КРС–14 т/га + N40P40К40 | Посл. навоза КРС – 14 т/га + N40P40К40 |
| Помет кур – 29 т/га | Посл. помета кур – 29 т/га |
| Помет кур – 29 т/га + N40К40 | Посл. помета кур – 29 т/га + N40К40 |
| Помет кур –15 т/га + N40P40К40 | Посл. помета кур – 15 т/га + N40P40К40 |
| Помет гусей – 50 т/га | Посл. помета гусей – 50 т/га |
| Помет гусей – 50 т/га + N40К40 | Посл. помета гусей– 50 т/га + N40К40 |
В исследованиях применяли три вида органических удобрений: навоз крупного рогатого скота на соломистой подстилке, помет кур на мелко соломистой подстилке и помет гусей на опилочной подстилке (табл. 1).
- Химический состав органических удобрений
| Вид органического удобрения | Nобщ,
% |
Р2О5,
% |
К2О,
% |
рНКС1 | Влажность,
% |
| Навоз КРС | 0,72 | 0,51 | 0,52 | 7,76 | 73,5 |
| Помет кур | 0,69 | 1,07 | 0,52 | 7,50 | 66,7 |
| Помет гусей | 0,40 | 0,60 | 0,41 | 6,61 | 49,9 |
Дозы органических удобрений рассчитывали, исходя из внесения на 1 га200 кг азота. Они составили: навоз КРС – 28 т/га в вариантах с полными дозами и 14 т/га в вариантах с половинными дозами навоза; куриный помет – 29 и 15 т/га, соответственно; гусиный помет – 50 т/га. Контролем служил вариант без внесения удобрений. Агротехника общепринятая. Во время уборки солома зерновых культур измельчалась и позже запахивалась.
Наиболее интенсивное разложение льняной ткани отмечалось в слое почвы 0-20 см. Согласно шкале изменения биологической активности почвы апликационным методом степень разложения ткани опытных образцов во все годы исследований (рис. 1) характеризовалась как слабая (20-40 %) и очень слабая (< 20 %). Причины этого — неблагоприятные погодные условия исследований, в частности, недостаток влаги в вегетационный период развития зерновых культур.
В 2012–2013 гг. выявлен рост микробиологической активности серой лесной почвы во всех удобренных вариантах относительно контроля, в 2014 г.- снижение ее (за исключением сочетания 15 т/га помета кур с NРК и помета гусей с NК).
В 2012–2013 гг. наблюдали рост активности микрофлоры с увеличением дозы полного минерального удобрения, что обычно связывают с количеством вносимого азотного удобрения [6, 7]. В 2014 г. под овсом минеральные удобрения не повышали микробиологическую жизнедеятельность микроорганизмов.
В 2012 году влияние навоза КРС и помета гусей на активность почвенной микрофлоры было более высоким, чем сочетание их с минеральными удобрениями. Это можно связать с меньшим иссушением пахотного слоя почвы в первом случае из-за менее интенсивного развития озимой пшеницы до середины вегетации. При органоминеральных системах удобрения до середины вегетации культуры наблюдали ее интенсивный рост и развитие. Такое же действие на рост и развитие ее до середины вегетации оказало использование помета кур. В тоже время сочетание 15 т/га помета кур с NРК из-за повышающего активность почвенной микрофлоры минерального фосфора разложение клетчатки заметно возросло.
При достаточной обеспеченности в 2013 году наблюдалось неравномерное выпадение осадков. В результате недостаток влаги в начале лета и азота для растений резко снизили урожайность ячменя и иссушение почвы, что заметно повысило целлюлозоразлагающую активность по сравнению с 2012 годом. В удобренных вариантах она была на уровне слабой и лишь в контроле — на уровне очень слабой. При возрастании доз органических удобрений и сочетании их с одинарной дозой NРК повышалась и микробиологическая активность серой лесной почвы. Сочетание органических удобрений с NК (помет кур и гусей) по сравнению с одними органическими удобрениями не изменило целлюлозоразлагающую активность почвы. Эти данные подтверждают значительную роль минерального фосфора удобрений в повышении микробиологической активности почвенной микрофлоры.
Относительно предыдущего года погодные условия 2014 г. по количеству осадков были более благоприятны. Однако их неравномерное распределение и относительно низкая температура воздуха в период вегетации заметно снизили микробиологическую активность почвы по сравнению с 2013 годом.
В 2014 году целлюлозоразлагающая активность микрофлоры в удобренных вариантах за исключением варианта сочетания 15 т/га куриного помета с NРК и 50 т/га помета гусей с NК была ниже контроля (рис. 1). Это объясняется более благоприятными условиями увлажнения в контроле из-за меньшего потребления влаги растениями по сравнению с одинарной дозой NРК. Активность микрофлоры несколько возрастала, как и в другие годы исследований, при применении двойной дозы NРК по сравнению с одинарной дозой. Близким к предыдущим годам было и действие навоза крупного рогатого скота. Максимум активности наблюдался при сочетании одинарных доз навоза КРС и NPK, а уменьшение дозы навоза КРС до 14 т/га вело к снижению активности микрофлоры. Как и в 2012–2013 гг. установлено заметное возрастание микробиологической активности при сочетании 15 т/га куриного помета с одинарной дозой полного минерального удобрения. И из этих данных вытекает значительная роль фосфорных удобрений в повышении целлюлозоразлагающей активности почвенной биоты.
Микробиологическая активность последействия гусиного помета была близкой к ее величине для последействия навоза КРС и помета кур. Но она резко возрастала при сочетании помета гусей с NК удобрениями. В предыдущие годы в последнем варианте наблюдалось ее снижение против варианта применения одного гусиного помета. По-видимому, сохранившиеся более высокие запасы целлюлозы опилочного материала, ранее частично проработанного почвенной биотой, на третий год дали вспышку микробиологической активности.
Примечание. 1. Контроль; 2. NРК; 3. 2 NРК; 4. Н КРС (28); 5. Н КРС (28) + NРК; 6. Н КРС (14) + NРК; 7. П кур (29); 8. П кур (29) + NК; 9. П кур (15) + NРК; 10. П гусей (50); 11. П гусей (50) + NК;
Рис. 1 Влияние систем удобрения на степень разложения клетчатки в серой лесной почве (слой 0-20 см), %.
За 3 года исследований в удобренных вариантах по сравнению с контролем в серой лесной почве опытного участка отмечался рост активности микроорганизмов (рис. 2). При использовании минеральных удобрений микробиологическая активность возросла, что в большей мере коррелирует с количеством вносимых фосфорных удобрений. Из результатов исследований с птичьим пометом вытекает повышающая биологическую активность почвы роль органических и фосфорных минеральных удобрений. Выявлено и увеличивающее биологическую активность почвы действие возрастающих доз навоза КРС.
Примечания. 1. Усредненные показатели степени разложения клетчатки за 2012-2014 гг. 2. Варианты опыта: 1. Контроль; 2. NРК; 3. 2 NРК; 4. Н КРС (28); 5. Н КРС (28) + NРК; 6. Н КРС (14) + NРК; 7. П кур(29); 8. П кур (29) + NК; 9. П кур (15) + NРК; 10. П гусей (50); 11. П гусей (50) + NК;
Рис. 2. Влияние систем удобрения на степень разложения клетчатки в серой лесной почве (Слой 0-20 см), %. Среднее за 2012-2014 гг.
Используя корреляционно-регрессионный анализ, была предпринята попытка выявления вещественного состава органических и минеральных удобрений на активность разложения клетчатки.
Корреляционно-регрессионный анализ показал тесную связь среднего за 3 года процента разложения клетчатки (у, %) с размерами внесения с органическими удобрениями азота (х1, кг/га) и фосфора (х2, кг/га Р2О5), фосфора минеральных удобрений (х3, кг/га Р2О5):
у = 29,2 – 0,065х1 – 0,248х3 + 0,0009х32 + 0,0011х2х3,
n = 10, R = 0,965, R2 = 0,931, дов. интервал = 2,7 %.
Не установлено значимой связи степени разложения клетчатки микрофлорой с внесением азотных минеральных удобрений.
Азот, вносимый с органическими удобрениями, снижал скорость разложения клетчатки. Это может быть связано с антагонистическими взаимоотношениями целлюлозоразлагающих микроорганизмов с микрофлорой, осуществляющей трансформацию азотсодержащих органических соединений.
Повышающее разложение клетчатки действие минеральных фосфорных удобрений наблюдалось при внесении за три года более 138 кг/га Р2О5.
Установлено и совместное высокое положительное действие на увеличение разложения клетчатки фосфора вносимых органических и минеральных удобрений. Оно обусловлено участием фосфатов в биохимическом разложении клетчатки. Поэтому для повышения скорости разложения соломистых и пожнивно-корневых остатков важно также применять и фосфорные удобрения.
Таким образом, установлено, что степень разложения клетчатки на серых лесных почвах Владимирского ополья повышалась от применения органических и минеральных фосфорных удобрений. Азот органических и минеральных удобрений не оказывал положительного влияния на этот процесс. Фосфор вносимых органических удобрений совместно с фосфором минеральных повышал интенсивность разложения клетчатки. Это увеличение обусловлено участием фосфатов в биохимическом разложении клетчатки.
Список литературы
- Звягинцев, Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: Колос, 1986.-256 с.
- Методы почвенной микробиологии и биохимии/Под ред. Д.Г. Звягинцева. – М.: МГУ, 1991. – 301 с.
- Минеев, В.Г. Химизация земледелия и природная среда.- М.:Агропромиздат, 1990. 287 с.
- Окорков В.В., Фенова О.А., Окоркова Л.А. Эффективность систем удобрения на серых лесных почвах Ополья//Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, № 4, 2014. – С. 38-40.
- Окорков В.В., Фенова О.А., Окоркова Л.А. Опыт длительного использования удобрений на серых лесных почвах Владимирского ополья//Агрохимия, № 10, 2014. – С. 53-63.
- Попов, П.Д. Органические удобрения: Справочник /П.Д.Попов, В.И., Хохлов, А.А. Егоров и др. М.: Агропромиздат, 1988. – 207 с.
- Русакова И.В. Воспроизводство плодородия при длительном использовании соломы. Сб. «Система использования органических удобрений и возобновляемых ресурсов в ландшафтном земледелии». Владимир, 2013. – С. 211-220.[schema type=»book» name=»ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ НА ЦЕЛЛЮЛОЗОРАЗАГАЮЩУЮ АКТИВНОСТЬ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ» description=»В полевом опыте изучено влияние систем удобрения на целлюлозоразлагающую активность в серых лесных почвах Владимирского ополья. Выявлено положительное влияние на нее фосфора как органических, так и минеральных удобрений. Не установлено повышающего действия на нее азота органических и минеральных удобрений. » author=»Окорков Владимир Васильевич, Семин Игорь Валерьевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-04″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]