Биологическая активность и плотность почвы при возделывании яровой твердой пшеницы

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ

ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ

Н.В. Долгополова, А. А. Павлов

Аннотация. Важнейшим показателем направленности биологических процессов в почве является структура микробного ценоза, активность ферментов, биологическая активность почвы, характеризующая взаимосвязь живых организмов, обитающих в почве, с почвенной средой, является важным показателем способности почвы обеспечивать культурные растения необходимыми факторами жизни и в значительной степени зависит от наличия в почве энергетического материала. Эти показатели тесно связаны с возделываемыми в севообороте культурами и их чередованием.

Ключевые слова: биологическая активность почвы, плотность почвы, предшественники, яровая твердая пшеница, черный пар, сахарная свекла.

В условиях специализации сельскохозяйственного производства в результате концентрации в севооборотах культур, близких по биологии, возникает опасность одностороннего воздействия на почву, что приводит к нарушению биологических и биохимических процессов. Установлено, что не только почвенно-климатические условия изменяют в течение вегетации активность биохимических процессов в почве, но и биологические особенности возделываемых культур, контрастно проявляющиеся при бессменном посеве.

Одна из главных причин сокращения посевов твердой пшеницы - более высокая требовательность ее к условиям выращивания, особенно к уровню влагообес-печенности и технологии возделывания. Для полной реализации потенциала продуктивности твердой яровой пшеницы особое значение имеет оптимизация применения удобрений, необходимо, чтобы во все периоды роста и развития отмечалось полное удовлетворение потребностей растений.

Важнейшим показателем направленности биологических процессов в почве является структура микробного ценоза, активность ферментов, интенсивность выделения из почвы углекислого газа. Эти показатели тесно связаны с возделываемыми в севообороте культурами и их чередованием. Без выявления этих связей нельзя устранить отрицательные последствия насыщения севооборотов одной культурой и при возделывании. По групповому составу микробные сообщества почвы всех видов севооборотов почти ничем не отличаются. Факторы интенсификации, воздействующие на почву, приводят к перестройке экологической обстановки, что изменяет соотношение различных физиологических групп внутри микробного сообщества и, как следствие, биологическую активность.

По данным Н. Р. Асыки и др. (1984), под многолетними травами и горохом в структуре микробного ценоза преобладают грибы и бактерии, связанные с разложением послеуборочных растительных остатков. Это свидетельствует о том, что в почве под горохом и многолетними травами процессы гумификации свежего органического вещества доминируют над минерализацией. В почве под ячменем, наоборот, преобладают микроорганизмы, усваивающие минеральные формы азота, т. е. происходят более глубокие процессы минерализации.

Однако, как считает О. А. Берестецкий (1984), отношение количества микроорганизмов на МПА и КАА может указывать на истинное направление трансформации послеуборочных растительных остатков в том

случае, если в почве нет других источников питания микроорганизмов.

В исследованиях А.Г. Дудкиной и В.М. Дудкина (1984) общее количество микроорганизмов в почве под сахарной свеклой, размещенной в различных севооборотах и при бессменном посеве, изменялось незначительно. К периоду наиболее активного сахаронакопле-ния в бессменном посеве и в севооборотах с высоким насыщением сахарной свеклой заметно увеличивалось количество целлюлозоразрушающих бактерий, актино-мицетов и грибов. Биологическая активность почвы, характеризующая взаимосвязь живых организмов, обитающих в почве, с почвенной средой, является важным показателем способности почвы обеспечивать культурные растения необходимыми факторами жизни и в значительной степени зависит от наличия в почве энергетического материала. Интенсивность биологических процессов почвы в севооборотах наиболее достоверно отражает скорость разложения клетчатки, образование аминокислот, ферментативная деятельность. Общее количество микроорганизмов в почве не в полной мере отражает биологическую активность почвы под различными культурами. В почве бессменных посевов и севооборотов с напряженным чередованием культур активность биохимических процессов снижается.

Обработка почвы, в зависимости от ее качества, регулирует водный и воздушный режим, и даже обуславливает антагонистические отношения между ними. Создавая условия для превалирования воздушного режима, она активизирует процессы минерализации органического вещества и, следовательно, для биологической активности. Наоборот, создавая условия для превалирования водного режима, создает условия для засухи или уменьшения темпов минерализации органического вещества - снижение биологической активности. Максимальное развитие того или другого процесса нежелательно для почвы и растений. Быстрое развитие биологической активности может привести к быстрому расходованию органики, в конце оставит растение без пищи. Другая сторона процесса превалирования развитие водного процесса - сохранит органическое вещество в почве, но опять-таки оставит растение без пищи. Необходимо, чтобы эти процессы (режимы) присутствовали. В этом же направлении действует и плотность почвы.

Свои исследования мы проводили в ООО «АгроАк-тив» в период 2008-2010 гг. Рельеф участка выровненный. Почвы опытного участка - чернозем выщелоченный с содержанием гумуса 6% (по Тюрину), рН солевой вытяжки 6,2%, содержание подвижного фосфора и обменного калия соответственно 131-147 мг/кг почвы. Климат области умеренно-континентальный. Погодные условия, сложившиеся в период исследования, достаточно полно отражали характерные особенности климата области.Мерилом качества и оптимального развития процесса биологической активности и плотности почвы служит урожай культуры. В связи с этим, вернее с этой целью, мы изучали влияние различных способов обработки почвы и способов посева на биологическую активность и плотность почвы. Результаты исследования приведены в таблице 1.

Они свидетельствуют, что на фоне мелкой обработке почвы на 10-12 см с многократной осенней культивацией, биологическая активность почв через 30 и 60 дней от закладки опыта шла несколько интенсивнее, чем при отвальной обработке 20-22см. Превышение составило всего 1,2-1,8 и 1,1-1,3%.

Таблица 1 - Влияние способов обработки почвы и способов посева на биологическую активность и плотность почвы при возделывании яровой твердой пшеницы, среднее за 2008-2010 гг._

№ Содержание вариантов Биологическая активность в слое 0-30см,% Плотность почвы, г/см3 по периодам и слоям почвы

способы обработки почвы способы посева

в период всходов в середине вегетации в период уборки

через 30 дней через 60 дней 0-10 0-30 0-10 0-30 0-10 0-30

1 Отвальная 20-22 см Рядовой, ширина междурядий 15,0 см 18,3 38,5 1,15 1,18 1,20 1,22 1,23 1,25

2 Отвальная 20-22 см Узкорядный, ширина междурядий 7,5 см 18,5 39,3 1,16 1,19 1,19 1,21 1,29 1,24

3 Отвальная 20-22 см Точечный 3,5х3,5 см 19,1 40,1 1,17 1,19 1,20 1,22 1,23 1,25

4 мелкая отвальная 10-12 см+ щелевание на 40-45 см Рядовой, ширина междурядий 15,0 см 19,5 40,3 1,16 1,17 1,19 1,20 1,21 1,22

5 мелкая отвальная 10-12 см+ щелевание на 40-45 см Узкорядный, ширина междурядий 7,5 см 20,1 41,2 1,17 1,18 1,19 1,20 1,22 1,23

6 мелкая отвальная 10-12 см+ щелевание на 40-45 см Точечный 3,5х3,5 см 20,2 41,4 1,17 1,18 1,20 1,21 1,23 1,24

Примечания: 1. Опыт мелкоделяночный.

Размер делянок: длина 5м и ширина 5м, повторность пятикратная. Размещение вариантов систематическое. 2. Способ посева узкорядный.

3.Обработка почвы отвальная, мелкая на глубину 10-12см.

4. Доза минеральных удобрений N45 Р30 К30 кг/га, действующего вещества.

Таблица 2 - Биологическая активность почвы и плотность почвы при возделывании пшеницы по разным предшественникам и фонам удобренности, среднее за 2008-2010 гг.__

№ Содержание вариантов Биологическая активность в слое 0-30см, % Плотность почвы, г/см3

Предшественник Удобрения и дозы через 30 дней через 60 дней при полных всходах по сахарной свекле в период уборки по сахарной свекле

0-10 см 0-30 см 0-10 см 0-30 см

1* Черный пар Сидераты, горчица сарептская в пару летний посев 21,5 40,1 1,18 1,21 1,24 1,26

2* Черный пар Минеральные удобрения на 35 ц/га 19,3 39,3 1,19 1,21 1,25 1,26

3* Черный пар Минеральные удобрения на 70 ц/га 19,2 39,1 1,18 1,23 1,25 1,27

4** Черный пар Сидераты, горчица сарептская в пару летний посев 16,7 33,5 1,24 1,25 1,27 1,29

5** Черный пар Минеральные удобрения на 35 ц/га 16,1 33,7 1,25 1,26 1,28 1,29

6** Черный пар Минеральные удобрения на 70 ц/га 16,0 33,4 1,24 1,25 1,27 1,29

7* Многолетние травы Сидераты, 2-ой укос трав 18,5 40,3 1,20 1,23 1,25 1,28

8* Многолетние травы на 1год Минеральные удобрения на 35 ц/га 18,1 41,4 1,21 1,23 1,24 1,28

9* Многолетние травы на 1год Минеральные удобрения на 70 ц/га 18,0 41,5 1,20 1,24 1,25 1,29

10* Сахарная свекла Минеральные удобрения на 35 ц/га 17,3 35,3 1,22 1,25 1,27 1,29

11* Сахарная свекла Минеральные удобрения на 70 ц/га 17,2 35,0 1,22 1,25 1,27 1,30

Примечания: 1. В качестве сидеральных культур в пару используется горчица сарептская по типу сидерального пара.

2. Доза минеральных удобрений на урожай 35ц/га, определена из расчета К45 Р30 К30 кг/га

3. Яровая твердая пшеница: *- с нормой высева семян 8,0млн.шт./га; ** - озимая с нормой высева 4,5млн. семян/га

4. Склон южный 30

5.Основная обработка почвы отвальная мелкая на 10-12см + щелевание на глубину 40-45см перед уходом в зиму.

Что касается способа посева, то они также незначительно влияли на биологическую активность почвы на обоих фонах обработки почвы, проявляя тенденцию к увеличению ее по мере улучшения равномерного размещения по площади питания.

Плотность почвы - она же объемная масса почвы. Каждой почвенной разности, не подвергающейся механическому воздействию, присуща своя определенная плотность, но и она изменяется и достаточно значительно под действием естественных факторов: увлажнения, высушивания, замораживания, оттаивания и т. д. Не в меньшей степени она изменяется и под действием антропогенных факторов: механическое воздействие (рыхление и уплотнение), внесение органического вещества и т.д. Все эти изменения влияют на рост и развитие растений, поэтому и послужили объектом наших исследований. Мы изучали, как влияют на плотность почвы, предшественники и удобрения, при которых возделывают яровую твердую пшеницу. Учитывали изменения ее при полных всходах и при уборке культуры в слое почвы 0-10 и 0-30см. Результаты приведены в таблице 2.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в начале вегетации, в слое почвы 0-10см самая низкая плотность почвы были в слое 0-10см. На вариантах многолетних трав, используемых второй укос первого года пользования на сидерат, и на многолетних травах первого года пользования, используемых весь вегетационный период, плотность почвы возросла на 0,02-0,03г/см3. По предшественнику «сахарная свекла» плотность почвы возросла еще на 0,02 г/см3. Самая высокая плотность почвы была на контрольных вариантах - озимая пшеница, где она составила 1,24-1,25г/см3. Минеральные удобрения менее значительно влияли на плотность почвы в этих условиях. Увеличение мощности объекта исследования до 0-30см заметно увеличило плотность почвы по всем вариантам опыта, т. е. по всем предшественникам. По черному пару плотность почвы возрасла на 0,02-0,05г/см3, по многолетним травам на 0,02-0,04г/см , а по сахарной свекле на 0,03г/см3.

С течением времени почва продолжала уплотняться. И уже к периоду уборки яровой пшеницы, в слое

почвы 0-10 см она составила по черному пару 1,24-1,25 г/см3; по многолетним травам 1,24-1,25 г/см3 и по сахарной свекле 1,27г/см3. В слое почвы 0-30см к периоду уборки яровой твердой пшеницы плотность почвы еще несколько увеличилась и составила по черному пару 1,26-1,27г/см3, по многолетним травам 1,28-1,29 г/см и по сахарной свекле 1,29-1,30г/см3. Удобрения действовали менее заметно, проявляя тенденцию к уплотнению почвы.

Плотность почвы на протяжении всего периода вегетации оставалась в рамках оптимальной величины, но изменялась, правда, незначительно, в зависимости от срока определения от всходов до уборки. Способы обработки почвы и способы посева практически не влияли на плотность почвы.

Таким образом, биологическая активность и плотность почвы практически не зависела от изучаемых способов и обработки почвы и способа посева. Но на всех вариантах плотность почвы не выходит за пределы оптимальной величины, оставляя наиболее благоприятной величину ее по предшественнику «черный пар».

Список использованных источников

1 Интенсивная технология выращивания сои в Белгородской области / Н. Р. Асыка, В. Н. Шамрай., Н. С. Шевченко и др. - Белгород, 1991.- 24 с.

2 Азотфиксирующая активность в ризосфере и на корнях небобовых растений / О.А. Берестецкий и др. // Известия АН СССР.- 1977. - 53 с.

3 Дудкин В.М., Дудкина А.Г. Значение севооборота в воспроизводстве плодородия почв. - Курск, 1989. - 48 с.

Информация об авторах

Долгополова Наталья Валерьевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры технологии хранения и переработки растительного сырья ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».

Павлов Александр Анатольевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры технологии хранения и переработки растительного сырья ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».