ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 11, с. 1349-1355
МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ
УДК 631.4:631.5
ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ СОЛОНЦОВОГО КОМПЛЕКСА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
© 2014 г. Л. В. Березин1, О. Ф. Хамова2, Е. В. Падерина2, А. М. Гиндемит1
1Омский государственный университет им. П.А. Столыпина, 644008, Омск-8, Институтская пл., 2 2Сибирский НИИ сельского хозяйства Россельхозакадемии, 644012, Омск-12 e-mail: docberezin@yandex.ru Поступила в редакцию 01.04.2013 г.
Для оценки влияния мелиоративной обработки на биологическую активность почв солонцового комплекса в полевом опыте с применением сидератов изучена численность и активность микрофлоры. Отмечено увеличение количества микроорганизмов в пахотном слое почвы на фонах сиде-ральных паров по сравнению с чистыми парами. Рассчитаны коэффициенты минерализации, иммобилизации и трансформации органических соединений при разных вариантах обработки почвы. Величина коэффициента минерализации свидетельствует об интенсивном разложении поступивших в почву сидератов: гороха — в первый год действия, а овса — на второй год (в последействии). Определена активность почвенных ферментов — инвертазы, уреазы, каталазы. Установлена тесная связь активности каталазы с интенсивностью микробиологических процессов в почве.
Ключевые слова: почвы солонцового комплекса, сидераты, обработка почвы, микроорганизмы, биологическая активность.
DOI: 10.7868/S0032180X14110033
ВВЕДЕНИЕ
Почвенные комплексы, представленные солонцами средними и глубокими, в которых плодородный горизонт не распространяется глубже 12 см, занимают около двух третей площади используемых в пашне солонцов Западной Сибири. Для их мелиорации практикуется безотвальная обработка во избежание извлечения на поверхность солонцового горизонта, а также сохранения стерни для зимнего снегозадержания. В степной зоне на почвах слабой степени засоления применяют обработку ярусными плугами, а в лесостепной зоне, при высоком расположении минерализованных грунтовых вод, глубокое рыхление [2, 8].
Однако безотвальная обработка солонцов приводит к увеличению засоренности полей, уменьшению биологической активности почвы и содержания нитратов. Для предотвращения нежелательных последствий в районах распространения солонцовых почв применяют зернопаровые севообороты [16].
В качестве нового приема мелиорации солонцовых почв южной сухостепной зоны и как альтернатива трехъярусной мелиоративной вспашке испытывали ротационно-фрезерную обработку почвы плугом ПМС-70 с роторным рыхлением глубоких слоев. Эта обработка активизирует рас-
творимость солей кальция, улучшает структурно-агрегатный состав почвы, способствует лучшему развитию и более глубокому проникновению корневой системы возделываемых культур [12].
В Сибири и ряде других регионов преобладают маломощные сезонно-промерзающие почвы, которые уже на глубине 30—40 см содержат легкорастворимые соли, токсичные для культурных растений. На таких почвах ни ярусные, ни глубокие ротационно-фрезерные способы обработки не применимы.
Для малоплодородных солонцовых комплексов Сибири предложен новый способ мелиоративной обработки — периодическое глубокое рыхление подпахотного слоя сближенным чизе-леванием с одновременным внесением в него органического вещества сидеральных парозанимающих культур, а при необходимости и мелиорантов [4, 5, 8].
Возделывание в парах растений с последующим их использованием в качестве сидерального удобрения обогащает почву органическим веществом, а также способствует увеличению подвижности солей кальция и других труднорастворимых соединений, необходимых для сохранения плодородия почв [8, 13]. Вследствие выделения возделываемыми растениями органических кислот и ферментов, а также увеличения численно-
сти сапрофитной микрофлоры после заделки зеленой массы, сидеральные пары способствуют подавлению фитопатогенных грибов и освобождению почвы от инфекции [3].
В то же время сидераты могут неблагоприятно влиять на почву: большая масса зеленого удобрения в засушливых условиях вследствие большого потребления воды, может приводить к сокращению урожая последующей культуры, кроме того, значительная масса зеленых растений, сгружи-ваясь перед рабочими органами плуга может вызывать затруднения при обработке почвы [19].
Повышение эффективности применения си-дерального пара достигают более ранней запашкой сидеральной культуры при высоте парозанимающих растений не более 0.4—0.5 м [2, 4, 7].
Положительного влияния сидератов можно достичь совершенствуя обработку почвы [13]. Цель исследования — разработать способ мелиоративной обработки солонцовых почв в сочетании с использованием различных сидеральных культур. Критерием улучшения свойств почв солонцовой экосистемы служили показатели их биологической активности.
Поступление в почву свежего органического вещества (сидератов), а также пожнивно-корне-вых остатков стимулирует деятельность почвенных микроорганизмов и, в конечном итоге, способствует обогащению почвы элементами питания, что обеспечивает рост урожайности возделываемых культур. Но достижение ожидаемого эффекта зависит от биологического типа внесенных в почву растений и способа ее обработки [7].
Следует отметить, что несмотря на многолетнюю историю изучения приемов мелиоративного улучшения свойств солонцовых почв в Сибири (Н.В. Орловский, Н.Д. Градобоев, А.С. Мигуц-кий, Л.В. Березин, Н.В. Семендяева и др.), исследования их биологической активности немногочисленны (А.Л. Афанасьева, Н.С. Пономарева, И.А. Клевенская, Н.И. Гантимурова, В.В. Леонова и др.).
Новые данные по характеристике микробных сообществ солонцовых комплексов и динамике разложения сидерального удобрения с учетом численности микроорганизмов (КОЕ) на стандартных питательных средах в сухостепной зоне получены Демкиной, Поповой, Демкиным в Нижнем Поволжье [10] и для криоаридных почв Центральной Якутии Даниловой, Николаевой и Поповым [9].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
С целью оценки влияния агробиологической мелиорации на свойства почв солонцового комплекса в ОПХ "Омское" Омского р-на в южной
лесостепи Прииртышья в 2008 г. был заложен полевой двухфакторный опыт с применением сидератов: фактор А — тип пара (контроль — пар чистый; гороховый сидеральный; овсяной сиде-ральный); фактор Б — способ заделки сидеральных культур: вспашка плугом ПН-4-35 на глубину 18—20 см; мелиоративная обработка комбинированным глубокорыхлителем РН-4 на глубину 28—35 см, обеспечивающим глубокое рыхление подпахотного горизонта с одновременной заделкой пожнивных поукосных остатков и сидеральных культур в малоплодородный уплотненный горизонт и последующим прикатывани-ем. Площадь делянки — 40 м2 (10 х 4 м), повтор-ность — трехкратная.
В опыте возделывали зерносмесь на сенаж: в
2009 г. изучали действие, в 2010 г. — последействие сидератов. Часть площади опытного участка в
2010 г. в целях борьбы с сорняками вновь паровалась.
Объектами исследования явились лугово-чер-ноземная солонцеватая почва, которая по классификации почв России 2004 г. включена в подтип агрочернозема гидрометаморфизованного крио-генно-мицелярного солонцеватого и солонец средний лугово-черноземный малонатриевый (агросолонец темный гидрометаморфизованный средний). Результаты увеличения урожайности после мелиоративной обработки опубликованы ранее [2, 8].
Почвенные образцы отбирали до глубины 0— 20 см в период активной вегетации зерновых: выход в трубку — колошение (25.06—13.07), налив зерна (12.08-24.08).
Численность микроорганизмов учитывали на твердых питательных средах: мясопептонном агаре (МПА), крахмало-аммиачном агаре (КАА), среде Мишустиной (олигонитрофилы), среде Чапека, подкисленной молочной кислотой (грибы). Активность почвенной инвертазы определяли по Ку-превичу, уреазы — методом Гофмана, каталазы — газометрически [17], содержание азота нитратов — по Грандваль—Ляжу [1].
Погодные условия лет исследований различались по увлажнению. В 2009 г. количество осадков превысило норму в 2 раза при недоборе тепла (—0.3°С). Вегетационный период 2010 г. характеризовался резкими перепадами температуры воздуха в сочетании с недобором осадков (57% от нормы), были отмечены проявления почвенной засухи.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Наблюдения за биологической активностью почв солонцового комплекса показали, что общая численность микроорганизмов в сидераль-ных парах выше в сравнении с чистыми парами: в
Таблица 1. Влияние типа пара и приемов обработки на численность микрофлоры под зерносенажной смесью, КОЕ/г, слой 0—20 см, 2009 г.; над чертой — 13 июля, под чертой — 13 августа
Тип пара Способ обработки пара Бактерии на МПА Микроорганизмы на КАА Олигонитро-филы Грибы, тыс. Общее количество,
млн млн
Лугово-черноземная почва
Чистый Глубокое рыхление 18.5/41.6 33.7/39.5 73.0/215.7 51.7/94.5 96.3/297.0
Сидеральный Вспашка 45.3/59.6 49.9/58.9 159.0/389.0 106.5/102.8 254.4/507.6
гороховый Мелиоративная обработка 59.8/42.8 59.4/52.7 165.1/315.7 118.9/86.6 344.1/411.3
Сидеральный Вспашка 34.0/36.9 46.2/45.7 194.9/216.0 79.8/47.6 275.2/298.6
овсяный Мелиоративная обработка 64.3/63.8 49.2/62.0 168.1/212.6 64.2/96.8 281.7/338.5
Солонец средний лугово-черноземный
Чистый Глубокое рыхление 38.2/27.2 50.3/36.2 123.9/123.2 66.7/89.1 212.4/186.7
Сидеральный Вспашка 61.5/30.9 57.2/28.4 263.2/188.4 86.1/66.8 382.0/247.8
гороховый Мелиоративная обработка 58.9/30.5 55.4/29.7 249.0/157.4 52.3/41.4 363.3/217.4
Сидеральный Вспашка 63.5/36.8 49.6/34.7 202.4/161.4 96.5/74.3 315.6/233.0
овсяный Мелиоративная обработка 109.9/43.8 78.0/34.5 224.4/183.2 87.1/87.9 412.4/261.6
лугово-черноземной почве — в 2.0—3.5 раза, солонце — в 1.7—1.9 раза, что связано с заделкой в пахотный и подпахотный слои почвы органической массы сидеральных культур — источника питания для почвенной микрофлоры (табл. 1).
Способ заделки сидератов также оказал влияние на численность микроорганизмов в пахотном слое исследуемых почв.
В лугово-черноземной почве при заделке сиде-ральной массы гороха с помощью мелиоративной обработки чизельным глубокорыхлителем РН-4 на глубину до 28—30 см общая численность определяемой мик
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.