Микробиологическая активность чернозема выщелоченного при внесении минеральных удобрений

A.A. Постовалов, H.A. Немирова Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПРИ ВНЕСЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Аннотация: В статье представлены результаты, показывающие влияние минеральных удобрений на микробиологическую активность чернозема выщелоченного в условиях Курганской области. Установлено, что внесение в почву минеральных удобрений способствует увеличению выделения углекислого газа из почвы, повышению активности целлюлозо-разлагающих и протеолитических ферментов.

Ключевые слова: почва, минеральные удобрения, микробиологическая активность почвы, активность ферментов.

Почва - главный компонент агроэкосистем, функционирование которой во многом обусловлено деятельностью микроорганизмов. Важнейшее свойство экосистем, и в том числе микробного комплекса почвы, - сохранять и поддерживать значение своих параметров и структуры в пространстве и во времени, качественно не меняя характер функционирования. Падение продуктивности культур указывает на потерю стабильности агроэкосистем. Однако, это уже конечная стадия ее отклика на имеющиеся возмущения, которым предшествуют изменения других параметров - физико-химических свойств почв, сбалансированности биохимических циклов, фитотоксичес-кой активности микробных сообществ [1].

Изучение динамики популяций микроорганизмов в почве поможет понять общие законы строения и функционирования комплекса почвенных микроорганизмов и наметить правильные пути воздействия на этот комплекс в связи с хозяйственной деятельностью человека [2].

Параметры, основанные на оценке свойств микроорганизмов, служащих индикаторами воздействия на почву, можно разделить на две основные группы. К первой относятся параметры, которые базируются на измерении общей активности микробного сообщества, такие как дыхание и минерализация азота. Вторая группа параметров предполагает изменение численности микробного населения на уровне одного вида, функциональной группы или всего сообщества в целом [3].

Важным звеном, которое во многом обеспечивает экологическое равновесие любой почвенной экосистемы, является деятельность микроорганизмов. При введении новых технологических приемов земледелия, новых средств защиты или стимуляции роста растений, минеральных удобрений анализ показателей жизнедеятельности почвенных микроорганизмов становится особенно важным [4].

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Учитывая вышесказанное, целью работы являлась оценка влияния минеральных удобрений на микробиологическую активность почвы.

Схема опыта по изучению влияния минеральных удобрений на микробиологическую активность почвы включала следующие варианты: контроль (минеральные удобрения не вносились); N60 (мочевина); Р60 (суперфосфат двойной); N60P60 (нитроаммофосфат); N60P60K60 (нитроаммофоска).

Почва опытного участка - чернозем выщелоченный маломощный малогумусный среднесуглинистый.

Определение общей биологической активности почвы проводилось по количеству выделяемого углекислого газа [5]. Степень разложения целлюлозы и протеоли-тическую активность почвы определяли во всех вариантах в трехкратной повторности по разности в весе дисков фильтровальной бумаги и рентгеновской пленки [6, 7].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Одним из критериев биологической активности почв является ферментативная активность. Нами были проведены исследования по изучению влияния минеральных удобрений на интенсивность выделения углекислого газа из почвы, целлюлозоразлагающей и протеолитичес-кой активности чернозема выщелоченного.

При внесении минеральных удобрений значительно увеличивалось выделение углекислого газа из почвы в первые сутки опыта, по сравнению с контролем (табл. 1). В варианте с внесением фосфорного удобрения его выделялось меньше (60,4 мкг/час), чем в других вариантах с использованием удобрений.

В последующие сутки наблюдалось уменьшение выделения углекислого газа во всех вариантах опыта до 22,5 мкг/час в случае с применением полного минерального удобрения и 25,9 мкг/час - в контроле. К 6-7 суткам активность почвенной микрофлоры становилась практически одинаковой и не превышала 20,0 мкг/час, за исключением варианта с внесением азотного удобрения, где углекислого газа выделялось существенно меньше -17,5 мкг/час.

При рассмотрении целлюлозоразлагающей и про-теолитической активности почвы было обнаружено, что в вариантах с внесением минеральных удобрений она выше по сравнению с контролем (табл. 2).

Целлюлоза - наиболее распространенный полисахарид растительного мира. В биохимическом превращении целлюлозы участвует специфический фермент-цел-люлаза.

Целлюпаза катализирует гидролиз 1,4- /?-глюконовых

связей в целлюлозе. При ферментативном гидролизе целлюлоза сначала распадается на молекулы целлобиозы, которая затем расщепляется на две молекулы глюкозы.

При внесении в почву полного минерального удобрения активность целлюлазы существенно увеличивалась до 11,1%, что в 1,6 раза выше по сравнению с контролем. В варианте с внесением азотного удобрения активность целлюлозоразлагающих ферментов была на уровне контроля.

В составе растительных остатков в почву поступает значительное количество белковых веществ, аминокислот и других азотсодержащих органических соединений. В дальнейшем в превращении этих соединений большую роль играют присутствующие в почве протеолитические и дезаминирующие ферменты. Протеазы катализируют гидролитическое расщепление белковых веществ до пептидов и гидролиз этих продуктов до аминокислот.

Максимальная активность протеаз была отмечена при внесении нитроаммофоски и составляла 14,6%, что выше по сравнению с контролем и другими вариантами опыта. Внесение элементов питания по отдельности также стимулировало активность протеолитических ферментов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований по изучению влияния различных минеральных удобрений на активность почвенной биоты чернозема выщелоченного можно отметить следующее:

СЕРИЯ «ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ», ВЫПУСК 2

29

Таблица 1

Влияние минеральных удобрений на скорость выделения С-С02 из почвы

Вариант Скорость выделения С-С02 мкг/час

1 сутки 2-3 сутки 4-5 сутки 6-7 сутки 1 -7 сутки

Контроль 53,1 22,7 25,9 19,8 24,9

Neo 64,0 24,8 25,5 17,5 27,9

РбО 60,4 22,4 25,6 20,0 26,9

NeoPeo 64,4 25,3 24,7 19,9 28,4

NöoPÖOK«) 64,7 23,7 22,5 19,1 27,8

НСР05 2,6 1,4 1,9 1,1 1,4

Таблица 2

Влияние минеральных удобрений на микробиологическую активность почвы

Вариант Активность, %

целлюллюлазы | протеазы

Контроль 6,7 13,2

Neo 7,4 14,3

РбО 8,4 14,4

NeoPeo 8,0 14,3

NöoPöoKffl 11,1 14,6

HCPos 1,0 0,2

1. Внесение в почву элементов питания как по отдельности, так и в сочетании способствовало более активному выделению углекислого газа в результате трансформации органического вещества. Максимально углекислый газ выделялся при внесении комплексных минеральных удобрений (NP и NPK) в первые сутки опыта, что составляло соответственно 64,4 и 64,7 мкг/час. В последующие сутки активность выделения углекислоты во всех вариантах опыта становилась на уровне контроля.

2. Отмечено, что внесение в почву азотно-фосфор-ного и полного минеральных удобрений стимулировало активность протеолитических и целлюлозоразлагающих ферментов, активность которых увеличивалась в 1,1-1,6 раза по сравнению с контролем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кураков A.B., Козлова Ю.Е. Устойчивость микробного комплекса дерново-подзолистых почв к действию минеральных удобрений //Почвоведение, 2002. - № 5. - С. 595-600.

2. Звягинцев Д.Г. Динамика микробных популяций в почвах //Структура и функции микробных сообществ почв с различной антропогенной нагрузкой. - Киев: Наукова Думка, 1982. - С. 12-16.

3. Селивановская С.Ю. и др. Влияние осадков сточных вод, содержащих металлы, на микробные сообщества серой лесной почвы // Почвоведение,- 2002. - № 5. - С. 588-594.

4. Матаруева И. А. Об оценке микробиологической активности дерново-подзолистых почв // Почвоведение,- 1998. -Ns1.- С. 78-87.

5. Беличев A.A., Степановских A.C. Метод оценки реакции почвенной микрофлоры на действие экотоксикантов // Экологизация технологий: проблемы и решения: научные сообщения Курганского Центра МАНЭБ. - Курган, 1998. -С. 84-86.

6. Гамова, М.В. Определение суммарной биологической активности почвы // Основные микробиологические и биохимические методы исследования почвы. - Ленинград: Тип. ВИР, 1987. - С. 14-25.

7. Методы почвенной микробиологии и биохимии / Под ред. Д.Г. Звягинцева. - М.: Изд-во МГУ, 1980. - 224 с.

H.A. Немирова, A.A. Постовалов Курганская государственная

сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева

ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЯ СОРТОВ КАРТОФЕЛЯ ИНОСТРАННОЙ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ИХ ПО ИНТЕНСИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Аннотация: Картофель - это важнейший продукт питания во всем мире, а также в России и в Сибирском регионе. Для получения высокого урожая картофеля большое значение имеет применяемая технология возделывания и правильный выбор сортов для данных почвенно-климатических условий. В 2007 году были проведены исследования по изучению сортов картофеля иностранной селекции путем постановки полевого производственного опыта на полях ЗАО "Картофель", расположенного в средней части лесостепной зоны Курганской области. Изучалось три сорта картофеля: Романо, Розара и Рокко, при выращивании их по интенсивной технологии Получены результаты исследований, подтверждающие хорошую адаптацию и приспособленность сортов картофеля иностранной селекции к условиям Курганской области.

Ключевые слова: картофель, сорта, агротехника, адаптация, масса клубня, урожайность.

В Западной Сибири картофель имеет большое аг-роэкономическое значение. Во-первых, он является хорошим предшественником озимых зерновых и бобовых культур, во-вторых, близость нефтегазоносных северных районов и промышленного Урала создает хорошие экономические предпосылки сбыта картофеля, как в свежем, так и в переработанном виде.

Научно-исследовательскими учреждениями и практикой картофелеводов как у нас в стране, так и за рубежом за последние годы проделана большая работа по повышению урожайности картофеля. Для получения высокого урожая важное значение имеет применяемая технология возделывания, а также правильный выбор

30

ВЕСТНИК КГУ, 2009. №1