Влияние различных видов обработки почвы на ее агрономические свойства

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

На начальном этапе освоения целины механическая обработка играет исключительно важную и по существу мелиоративную роль в почвообразовании.
При вспашке с оборотом пласта резко различные по свойствам генетические горизонты и подгоризонты срезаются на глубину вспашки и перемешиваются, в результате чего создается качественно новый горизонт — пахотный слой. Свойства его резко отличаются от свойств тех горизонтов, какие вошли при вспашке в его состав. Содержание гумуса и прочной структуры в новом пахотном слое почвы снижается до уровня средней величины в результате перемешивания с нижними менее гумусными и менее структурными горизонтами. Усредняется и плотность почвы. Обычно вновь созданный пахотный слой имеет более рыхлое сложение, чем основная масса подгоризонтов, захваченных плугом. Увеличивается численность почвенной микрофлоры и уменьшается почвенная фауна и ее роль в образовании прочной структуры и сложении почвы. Групповой состав почвенных микроорганизмов изменяется. Вследствие улучшенной аэрации в почве усиливаются процессы нитрификации, а процессы денитрификации при этом резко снижаются. Например, по данным А.С. Шаровой, численность денитрификаторов в результате распашки целины елового леса снизилась с 600 тыс. на 1 г почвы до нуля.
В процессе возделывания сельскохозяйственных культур система механической обработки почв регулирует плотность пахотного слоя — одного из главных факторов почвенного плодородия, так как с изменением плотности почвы меняются водный, воздушный и тепловой режимы и, как следствие, биологическая активность и питательный режим почвы (табл. 120).

Почва, оставленная без обработки даже в течение одного вегетационного периода, неизбежно уплотняется, при этом резко снижается ее свободная пористость и водопроницаемость. Увеличивается количество очень мелких пор и в связи с этим возрастает количество недоступной растениям влаги, ухудшается газовый режим почвы и резко снижается урожай растений. Так, повышение плотности почв от 1,0 до 1,6 г/см3 снижало скорость фильтрации воды в суглинистых и тяжелосуглинистых почвах в 1000 и 5000 раз, причем наибольшее падение фильтрации наблюдалось уже при первом уплотнении почвы от 1,0 до 1,2 г/см3. При увеличении плотности от 1,0 до 1,4 г/см3 влажность устойчивого завядания растений дерново-слабоподзолистой почвы увеличилась с 8,2 до 12,7 об.%, а южного чернозема — с 16,4 до 25,8%. В вегетационных опытах уплотнение почвы с 1,1 до 1,5 г/см3 вызывало снижение урожая овса на дерново-подзолистой почве с 12,7 до 7,5 г, на каштановой почве — с 10,5 до 7,5 г и на мощном черноземе — с 14,0 до 3,7 г зерна на сосуд (табл. 121).
Экспериментально установлена оптимальная плотность, при которой в пахотном слое создается благоприятное для получения наиболее высоких урожаев соотношение свободной и капиллярной порозности и благоприятный водно-воздушный и термический режимы. Для разных почв величина оптимальной плотности пахотного слоя почвы различна и колеблется в пределах от 1,0 до 1,25 г/см3. Система обработки почв направлена на создание оптимальной плотности сложения пахотного слоя для каждой культуры севооборота.
Исключительно важную роль играет обработка в регулировании водно-воздушного режима подзолистых и гидроморфных почв, которые испытывают длительное сезонное переувлажнение.
Регулируя водно-воздушный режим, механическая обработка повышает биологическую активность почвы, а вместе с этим улучшает ее пищевой режим. По Е.Н. Мишустину, обработка может увеличить численность почвенных микроорганизмов в 3 раза. Под влиянием обработки в почве увеличивается численность различных групп микроорганизмов и вместе с этим количество подвижных, доступных растениям соединений азота, фосфора и калия. Так, на делянках без растений в дерново-подзолистой почве, которая постоянно обрабатывалась по типу пропашных культур, численность бактерий на МПА, крахмало-аммиачной среде, среде Аристовской и Эшби была в 1,5—2 раза больше, чем на делянках с уплотненным пахотным слоем, который со времени посева озимых не обрабатывался. Соответственно в ней было выше и содержание элементов питания — гидролизуемого азота и подвижных соединений фосфора и калия.
Обработка почвы оказывает большое влияние на содержание гумуса в почве. С одной стороны, она усиливает аэробные процессы минерализации органического вещества в почве и тем самым играет важную роль в обеспечении растений элементами питания, в первую очередь азотом. С другой стороны, обработка, улучшая условия аэрации, способствует развитию микроорганизмов, участвующих в образовании гумуса, и усилению окислительных процессов. Напомним, что, по Тюрину, новообразование высокомолекулярных гумусовых веществ происходит в результате реакций окисления. Соотношение этих двух противоположных процессов — процессов минерализации и образования гумуса под влиянием обработки почвы — зависит от поступления в почву органического материала в виде растительных остатков, корневых выделений, органических удобрений. При наличии их в рыхлой обрабатываемой почве создаются условия для преобладания процессов образования гумуса над его минерализацией. Как видно из данных табл. 122, при внесении одинакового количества навоза в рыхлой почве под пропашной культурой гумуса образовалось значительное больше, чем в уплотненной почве под озимой рожью.

Благоприятно влияющее на окружающую среду устойчивое сельское хозяйство предполагает увеличение производства сельскохозяйственной продукции при сохранении биоразнообразия в агроценозах, способствует накоплению в почвах гумуса, снижает эрозию, переуплотнение почвы, вымывание питательных веществ, а также накопление токсичных соединений в почве. Многие страны ЕС в рамках развития концепции устойчивого сельского хозяйства достаточно широко внедряют ресурсосберегающие технологии обработки почвы без вспашки, которые называют сохраняющей или консервирующей (минимальной) обработкой почвы. Обратимся к опыту европейских стран, где ресурсосбережение активно изучается и внедряется на протяжении как минимум нескольких десятилетий, что позволяет делать обоснованные выводы о целесообразности отказа от оборота пласта почвы плугом.

Предпосылки для внесения изменений в систему земледелия

В хозяйствах в настоящее время доминирует плужная обработка почвы. При зяблевой вспашке плуг глубоко заделывает в почву осыпавшиеся семена сорняков, падалицу предшествующих культур севооборота, органические удобрения и зимующих на растительных остатках вредителей, чем обеспечивает подготовку почвы к возделыванию полевых культур.

Однако длительное использование плуга может приводить к негативным изменениям в почвенной среде, что сегодня замечают многие аграрии, в том числе и в нашей стране. Интенсивное рыхление почвы на большую глубину ускоряет процесс разложения ценного гумуса. Потери органического вещества после 20 лет интенсивной обработки почвы плугом могут достигать 50% (Kinsella J., 1995), что отрицательно сказывается на структуре почвы, ее влагоемкости и биологической активности. Подверженность водной и ветровой эрозии также увеличивается, особенно на больших площадях без разделительных лесополос или на большом удалении от лесных массивов.

Верхний слой почвы становится слишком сухим, несущая способность почвы снижается, а частое использование тяжелых тракторов для обработки и транспортировки нередко вызывает чрезмерное переуплотнение, в том числе и подпахотного горизонта. Почва после вспашки требует доработки, что увеличивает затраты на возделывание культур, потребление энергии и рабочего времени, а также создает проблемы с соблюдением оптимальных агротехнических сроков.

Значительная деградация почвенной среды, спровоцированная интенсивным воздействием на почву машин и орудий, заставляет искать новые технологии обработки почвы, способствующие защите почвы и восстановлению естественных биоценозов в районах с интенсивным сельскохозяйственным производством.

В настоящее время значение обработки почвы в качестве приема, доставляющего культурам питательные вещества и отвечающего за снижение засоренности полей сорняками, больше не является приоритетом. Больше внимания уделяется защите окружающей среды: почвы, воды и воздуха. В последние десятилетия стратегия обработки почвы в странах Европы претерпела определенную переоценку и базируется на:

накоплении влаги и снижении непродуктивных потерь в почве;
ограничении потерь органического вещества (увеличении связывания органического углерода почвой);
повышении биологической активности почвы;
ограничении интенсивности водной и ветровой эрозии;
улучшении структуры почвы, дренажа и снижении к образованию на поверхности корки;
снижении поверхностного стока и вымывания питательных веществ;
снижении затрат на выращивание культур, рабочего времени и энергии.

На Ставрополье успешно применяют технологию No-till

Консервирующая (минимальная) обработка почвы — это концепция сельскохозяйственного производства, основной целью которой является сохранение природных ресурсов при одновременном получении высоких урожаев. Эта технология основана на поддержании естественных биологических процессов в почве. Все виды обработки почвы сведены к необходимому минимуму. В системе ресурсосберегающего земледелия применяются необходимые для производства средства органического или синтетического происхождения, способные восстанавливать биологическую жизнь и естественную структуру почвы. Ресурсосберегающее земледелие определяется тремя основными характеристиками:

длительной, существенно ограниченной интенсивностью воздействия на почву;
круглогодичным покрытием поверхности почвы мульчей из пожнивных остатков или промежуточных культур;
существенным расширением севооборота с включением зернобобовых и промежуточных культур.

Основным преимуществом консервирующей обработки почвы является рыхление почвы без оборота пласта. На практике это означает отказ от плуга как основного орудия обработки почвы. В зависимости от интенсивности и глубины рыхления растительные остатки остаются на поверхности почвы или в ее подповерхностном слое. Нулевая обработка почвы, именуемая прямым посевом — это крайний вариант технологии, при котором обработка почвы ограничивается рыхлением только посевной борозды. Во время движения агрегата семена высеваются на дно посевной борозды и закрываются.

Интересным решением является технология полосной обработки почвы и посева Strip-till до глубины 30 см, при которой рыхлится узкая полоса, в которую вносятся удобрения, готовится семенное ложе и рядами высеваются культуры. Все эти приемы выполняются за один проход специальными агрегатами, которые уже доступны на рынке Беларуси. По этой технологии возделывают рапс, кукуруза, саханая свекла, зерновые, бобовые и даже промежуточные культуры. Наиболее важные преимущества Strip-till:

глубокое рыхление почвы только в полосе;
сохранение структуры почвы;
противодействие уплотнению почвы частыми проходами техникой;
снижение потерь влаги за счет испарения из почвы;
накопление органического углерода;
низкий риск водной и ветровой эрозии;
локальное внесение удобрений и эффективное использование питательных веществ культурами;
низкий расход энергии (топлива) и рабочего времени по сравнению с плужной обработкой.

Воздействие на окружающую среду

Многолетними исследованиями установлено, что снижение воздействия на почву агрегатами значительно уменьшает ее деградацию и потери воды, что отлично вписывается в стратегию ограничения негативного воздействия изменения климата на окружающую среду.

В результате внедрения ресурсосберегающих бесплужных технологий с оставлением растительных остатков на поверхности поля, после переходного периода (4-8 лет) за счет снижения частоты проходов техники и орудий в почве растет содержание органического вещества, улучшаетсчя структура и биологическая активность, накапливается больше влаги и гумуса, что подтверждается многочисленными исследованиями ученых разных стран (Biskupski A. et al., 1998; Davidson E. A. et al., 1993; Kinsella J., 1995; Smagacz J., 2012, 2015, 2016 и др.).

Длительная бесплужная обработка почвы приводит к более высокому сопротивлению почвы к переуплотнению по сравнению с оборотом пласта плугом (Weyer T., 2008).

Ученые установили (Kozicz, 1971), что интенсивная обработка почвы плугом, наряду с увеличением периода между первым и последним рыхлением почвы, значительно повышает плотность почвы, а также уменьшает общую пористость, приводит к формированию плужной подошвы, что негативно сказывается на развитии корневой системы и урожайности (табл. 1).

Вспаханная почва, лишенная растительного покрова, подвергается прямому разрушительному воздействию атмосферных осадков и ветров, усиливающих эрозионные процессы.

В условиях длительной бесплужной обработки почвы увеличивающая масса растительных остатков и повышенное содержание гумуса улучшают водопроницаемость почвы. Сразу после вспашки почва показывает лучшую водопроницаемость по сравнению с вариантами многолетней бесплужной обработки или прямого посева, однако уже через несколько недель почва быстро проседает, увеличивается ее уплотнение в верхних слоях.

В условиях достаточного количества растительных остатков на поверхности поля в первые годы использования бесплужной обработки почвы наблюдается более высокая влажность верхних слоев почвы по сравнению со вспашкой. Многие исследования в этой области указывают на положительное влияние систем бесплужной обработки почвы, в основном прямого посева, на повышение влажности, особенно в верхних слоях почвенного профиля (Biskupski A. и др., 2003; Rasmussen K. J., 1999; Schillinger W. F., 2001).

В зависимости от количества растительных остатков и погодных условий прирост органического вещества в почве может составлять 0,2% в год. Каждый 1% органического вещества сберегает 150 м³/га влаги. Покровные культуры снижают потери влаги на 30% по сравнению с плужной обработкой (Friedrich Th. и др., 2008).

Исследования по оценке влажности почвы в различных системах обработки почвы показывают, что прямой посев наиболее существенно повышает уровень увлажнения в слое 0-35 см и особенно в слое 0-5 см по сравнению с плугом (табл. 2, 3).

Гумус и внесение азота

Многолетние исследования влияния различных приемов консервирующей обработки почвы (бесплужной, полосного и прямого посева) свидетельствуют о значительном накоплении органического вещества в поверхностном слое почвы, что способствует повышению биологической активности почвы, но в то же время может привести ко временной иммобилизации азота. Однако после разложения органических остатков (пожнивных или промежуточных культур) в результате повышения биологической активности почвы азот снова превращается в формы, доступные растениям. После нескольких лет внедрения ресурсосберегающих систем обработки в верхних слоях почвы устанавливается новое состояние равновесия между повышенным содержанием органического углерода и минеральными формами азота.

Низкая температура почвы весной в условиях прямого посева и бесплужной обработки почвы обуславливают меньшую доступность азота из первой стартовой дозы. Поэтому в условиях длительного использования нулевой обработки почвы с последующим прямым посевом первую дозу азота следует увеличивать (5-8 кг N в физ. весе на 1 т соломы) по сравнению с дозой при вспашке плугом.

Многолетние исследования, проведенные разными авторами (Jankowiak J., Małecka I., 2008; Blecharczyk A. и др., 2007), свидетельствуют о том, что применение консервирующей обработки почвы способствует увеличению органического углерода и общего азота в верхних слоях почвы. Также повышается содержание усвояемого фосфора, калия и магния по сравнению с показателями почвы, обрабатываемой плугом (табл. 4, 5).

Таблица 4. Влияние 33-летней плужной обработки и прямого сева на некоторые химические свойства почвы, Lenart i Sławiński, 2010

Таблица 5. Содержание гумуса (%) после уборки озимой пшеницы в зависимости от системы обработки и глубины почвы (GI Rogów, среднее за 2010-2013 гг.), Smagacz, 2016

Энергоэффективность

Установлено, что в зависимости от культуры от 40 до 70% энергии, потребляемой в полевом производстве, используется в земледелии (Orzech и др., 2004; Gonet Z., 1991; Dzienia S. и др., 1994).

Опыты с озимой пшеницей на различных по гранулометрическому составу почвах при их обработке плугом, по минималке и нулевому посеву показали, что суммарные затраты энергии при обороте пласта плугом превышали затраты на технологию с минимальной обработкой почвы. При сопоставимой урожайности в сравниваемых технологиях обработки почвы показатель энергоэффективности при бесплужной технологии был выше (Krasowicza i Madeja, 2010).

Orzech К. с коллегами, проведя исследования с озимой пшеницей, кормовыми бобами и яровым ячменем в севообороте, установил, что наибольшее потребление энергии отмечалось в варианте с плужной обработкой почвы. Однако различия в энергозатратах здесь оказались относительно небольшими (., 2004). В среднем за 6 лет наибольший энергетический показатель урожая был получен при возделывании озимой пшеницы по плужной технологии, наименьший — у ярового ячменя в условиях прямого посева. В целом агротехника кормовых бобов и ярового ячменя оказалась более энергоемкой, чем озимой пшеницы. Эта система касается всей агротехники в севообороте на средних по плодородию почвах.

Введение прямого посева привело к снижению доли технических средств и топлива в структуре энергозатрат (по сравнению с плужной обработкой почвы) и увеличению применения химических средств защиты растений.

Подводя итог, следует отметить, что консервирующая технология обработки почвы, благодаря более низким энергозатратам в отдельных энергетических потоках и сопоставимой урожайности, более энергоэффективна по сравнению со вспашкой плугом.

Влияние на экологию

Исследования показали, что обработка почвы плугом по сравнению с бесплужной и нулевой обработкой является основной причиной повышенного выброса углекислого газа в атмосферу (Lascala N. и др., 2006). Выделение CO₂ связано с минерализацией гумуса в результате интенсивного воздействия сельскохозяйственных агрегатов на верхний слой почвы. В условиях бесплужной обработки почвы происходит накопление гумуса от 0,6 до 1,8 т/га в год. Одна тонна органического вещества может связать около 2 т углекислого газа.

Повышение стабильности почвенных агрегатов в системе консервирующей обработки почвы приводит к связыванию органического углерода почвой и сокращению выбросов в атмосферу. С другой стороны, интенсивная обработка плугом разрушает устойчивую комковатую структуру, что способствует увеличению выбросов CO₂. Снижение интенсивности обработки почвы также приводит к значительному снижению расхода топлива и меньшему загрязнению окружающей среды. Замена вспашки плугом минимальной технологией обработки почвы может снизить общий выброс CO₂ в атмосферу на 4,1% (Smithi, 1998).

Исследования выбросов закиси азота (N₂O) при возделывании кукурузы, проведенные Rutkowską (2017), также указывают на значительную зависимость этого параметра от технологии обработки почвы. Бесплужная обработка почвы характеризуется меньшими выбросами N₂O в атмосферу практически во всех местах испытания.

Выбросы N₂O в сельском хозяйстве могут быть косвенно сокращены за счет:

поддержания минимальной концентрации минерального азота в почве (дробление доз азота, выращивание промежуточных культур);
точных методов определения доз азотных удобрений — почвенные и растительные тесты, методы точного земледели (карты урожайности);
ограничения попадания азота в окружающую среду (выщелачивание, газовые потери);
усовершенствованных технологий внесения минеральных удобрений в почву, особенно органических;
правильного управления органическим веществом почвы.

Заключение

Технология обработки почвы в современном сельском хозяйстве, помимо влияния на уровень и стабильность урожая, должна создавать условия для роста и поддержания плодородия почвы, снижать негативное воздействие АПК на окружающую среду. Этим требованиям соответствует ресурсосберегающая обработка почвы, основанная на рыхлении без плуга с мульчированием поверхности пожнивными остатками и промежуточными культурами. Оставление пожнивных остатков на поверхности поля снижает поверхностный сток и увеличивает накопление влаги в почве. Снижение интенсивности обработки почвы замедляет разложение органического вещества почвы и сокращает выбросы в атмосферу парниковых газов — CO₂ и N₂O.

Существует потребность в проведении научных исследований и разработок, касающихся экономических и экологических эффектов ресурсосберегающей обработки почвы. Любая небрежность при внедрении технологии может привести к увеличению засоренности посевов преимущественно многолетними сорняками, к резкому снижению урожайности и экономической рентабельности производства. В то же время грамотный подход, основанный на опыте и знании процессов, происходящих в почве при смене принципов ее обработки, приносит ожидаемые положительные результаты.

2. Холзанов В.М., Эсенкулова О.В. Реализация принципов адаптивного земледелия в современного сельскохозяйственного производства // Реализация принципов земледелия в условиях современного сельскохозяйственного производства: материалы Всероссийской научно-практич.конф., посвященной 85-летию со дня рождения д.с.х.н. проф. каф. земледелия и землеустройства В.М. Халзанова. (Ижевск, 23–24 марта 2017 г.). – Ижевск: Изд-во Ижевская ГСХА, 2017. – С. 16–26.

3. Пегова Н.А., Холзанов В.М. Ресурсосберегающая система обработки дерново-подзолистой почвы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2015. – № 1(44). – С. 35–40.

4. Пуртова Л.Н., Тимофеева Я.О., Полохин О.В., Емельянов А.Н. Экологическое состояние агрогенных почв при использовании фитомелиорации / Вестник ДВО РАН. – 2015. – № 5(183). – С. 22–28.

5. Ларин И.В. Пастбищеоборот. Система использования пастбищ и ухода за ними / И.В. Ларин. – М.; Л.: Сельхозиздат, 1960. – 210 с.

6. Пуртова Л.Н., Щапова Л.Н., Емельянов А.Н., Босенко В.М. Влияние различных приемов агротехнической обработки на плодородие агротемногумусовых глеевых почв в условиях фитомелиоративного опыта // Вестник ДВО РАН. – 2017. – № 3. – С.62–67.

8. Орлов Д.С. Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов // Почвоведение. – 2004. – № 8. – С. 918–926.

9. Корягин Ю.В. Почвенная микробиология. Лабораторный практикум / Ю.В. Корягин, Н.В. Корягина. – Пенза: РИО ПГСХА, 2016. – 205 с.

10. Кукишева А.А. Влияние экологических факторов на микрофлору и ферментативную активность дерново-подзолистой почвы Томской области и чернозема выщелоченного Алтайского Приобья: автореф. дис… канд. биол. наук. – Новосибирск, 2011. – 20 с.

Одним из важных агротехнических приемов, влияющих на гумусообразование и функционирование микрофлоры, является обработка почв. В зависимости от способов обработки создается определенное соотношение водного и воздушного режимов, уровень биологической активности, доступности элементов питания. При интенсивных обработках почва хорошо аэрируется, а в видовом составе её микробных ассоциаций наблюдается существенная перестройка с преимущественным развитием аэробных бактерий, грибов и актинобактерий, что отражается на процессах превращения в почве органического вещества. Отмечено положительное влияние безотвального рыхления в посевах ячменя и люпина на дерново-подзолистых почвах Ленинградской области на протекание процессов гумусообразования, которая выражалась в возрастании коэффициента гумификации по сравнению с обычной вспашкой. При минимальной обработке почвы наибольший коэффициент гумификации растительных остатков отмечался в слое почв 10–20 см, тогда как при безотвальном рыхлении – до 30 см [1].

Имеются данные по увеличению урожайности озимой ржи и ячменя на дерново-подзолистых почвах Среднего Предуралья при безотвальной системе обработки почв [2]. Установлена наибольшая энергетическая эффективность применения минимальных систем обработки почв в посевах яровой пшеницы на малогумусной дерново-подзолистой почве [3]. В настоящее время из-за недостаточного ресурсного обеспечения сельскохозяйственного производства резко сокращены объемы работ по улучшению сенокосов и пастбищ [4]. В таких условиях приоритетными являются малозатратные способы травосеяния. Травостои с участием корневищных трав рекомендуется улучшать способом омоложения, путем поверхностной обработки дернины дискованием или фрезерованием [5]. В последние годы расширяются посевы козлятника восточного, имеющего корневищный характер побегообразования и способного давать устойчивые урожаи без перезалужения в течение длительного времени. Проведены исследования по улучшению его травостоев с использованием мелких обработок почвы [6].

Однако не рассматривалось влияние применения минеральных удобрений и различных приемов агротехнической обработки (дискование, боронование) в посевах козлятника на показатели плодородия агротемногумусовых глеевых почв, что в значительной мере и обусловило актуальность проведения данных исследований.

Цель работы – оценка влияния различных способов агротехнической обработки (дискование, боронование) в посевах козлятника восточного на гумусное состояние и микрофлору почв агротемногумусовых глеевых почв Приморья.

В задачи исследований входило: оценить изменения в параметрах гумусного состояния при бороновании и дисковании почв в посевах козлятника восточного с применением различных доз минеральных удобрений; исследовать изменения в количественном и качественном составе микрофлоры.

Показатели гумусного состояния агротемногумусовых глеевых почв с посевами козлятника

Степень гумификации органического вещества,

от суммы гуминовых кислот

Численность и групповой состав микроорганизмов в фитомелиоративном опыте (тыс. КОЕ на 1 г почвы)

минерал. азот (КАА)

Примечание. *КМ – коэффициент минерализации, соотношение численности бактерий КАА/МПА.

Материалы и методы исследования

Объектом исследований послужили почвы опытных полей ПримНИИСХ (пос. Тимирязевский Уссурийского района Приморского края): агротемногумусовые глеевые. Закладка полевых опытов была произведена в 2016 г в мае на многолетних травостоях козлятника восточного. Повторность опыта четырехкратная. Площадь каждой делянки 100 м2. Способ посева – сплошной беспокровный. Норма высева 20 кг/га всхожих семян. Глубина заделки семян 1–2 см [6]. Отбор почвенных образцов проводили в верхнем пахотном горизонте почв (0–20 см).

Содержание гумуса определено по методу Тюрина, фракционно-групповой состав – по методу Кононовой – Бельчиковой [7]. Оценка гумусного состояния почв проведена в соответствии с рекомендациями Д.С. Орлова [8]. В работе рассмотрен не весь спектр показателей гумусного состояния, а наиболее информативные, отражающие генетические различия гумуса и формы связи с минеральной частью почв. Микрофлору почв определяли общепринятыми в почвенной микробиологии методами [9].

Результаты исследования и их обсуждение

В посевах козлятника на вариантах с дискованием и боронованием агротемногумусовых глеевых почв, по сравнению с контролем без обработок, изменился тип гумусообразования с фульватного на фульватно-гуматный. Прослеживались значительные изменения в типе гумуса с применением удобрений в дозе N45P60К60 без обработок почвы. Изменения в типе гумуса отмечены при дисковании почв с такой же дозой внесения удобрений, а также при проведении боронования почв с внесением удобрений в дозе N90P120К120. Тип гумуса на этих вариантах опыта по сравнению с контролем изменялся: на варианте без обработок почв с фульватного на гуматный, с дискованием и боронованием почв с фульватно-гуматного на гуматный. Это явилось положительным моментом в протекании процесса гумусообразования и улучшении качества гумуса. Резкое возрастание содержания гуминовых кислот в составе гумуса также зафиксировано на варианте опыта с дискованием почв при внесении минеральных удобрений в дозе N90P120К120. Однако запасы гумуса по сравнению с контролем снижались от средних до низких значений (табл. 1). Это явилось явно негативным моментом в изменении потенциального плодородия почв.

По сравнению с контролем на всех вариантах опыта, за исключение вариантов с боронованием почв, при внесении минеральных удобрений прослеживалась закономерность к снижению содержания и запасов гумуса. На наш взгляд, это обусловлено активизацией процессов трансформации органического вещества почв микрофлорой.

Исследования показали, что численность микроорганизмов существенно меняется в почве под козлятником при разных способах обработки и с внесением минеральных удобрений (табл. 2).

Так, численность аммонифицирующих микроорганизмов на варианте без обработки возросла в 2 раза при внесении минеральных удобрений в дозе N45P60К60 и почти в 3 раза – при дозе N90P120К120. Эта же закономерность наблюдается при развитии микроорганизмов, использующих минеральные формы азота (среда КАА). Однако количество данных микроорганизмов существенно больше, чем аммонификаторов, что сказывается на развитии процессов минерализации органического вещества, которые интенсивно идут под козлятником на контроле (табл. 2). Большая численность грибов и актиномицетов на контроле также способствует минерализации органического вещества.

В вариантах с дискованием заметно возрастает численность аммонифицирующих микроорганизмов и очень существенно увеличивается содержание микроорганизмов, использующих минеральные формы азота (среда КАА). В варианте с дискованием без удобрений фиксируется достаточно низкий коэффициент минерализации, который свидетельствует о менее быстром разложении органического вещества.

Внесение минеральных удобрений в дозе N45P60К60 в варианте с козлятником стимулирует развитие большинства групп микроорганизмов по сравнению с контролем. Заметно увеличивается количество микроорганизмов на среде КАА, но большая численность микроорганизмов на среде МПА способствует сдерживанию процессов минерализации органического вещества в данном опыте. Однако в опыте с дискованием коэффициент минерализации достаточно высок. Внесение минеральных удобрений отрицательно сказывается на численности олигонитрофильных микроорганизмов, хотя их содержание несколько увеличивается при дисковании.

Внесение минеральных удобрений в дозе N90P120К120 стимулирует развитие микроорганизмов, использующих минеральные формы азота (среда КАА), особенно при дисковании и коэффициент минерализации в этом варианте самый высокий (1,7) (табл. 2). Достаточно сильно угнетает развитие олигонитрофилов внесение азота в дозе N90P120К120, в варианте с дискованием. Возможно, отрицательное влияние на жизнедеятельность олигонитрофилов оказывает азот, который внесен в составе смеси минеральных удобрений.

При дисковании увеличивается количество других групп микроорганизмов (грибы, актиномицеты, олигонитрофилы), что может способствовать усилению процессов минерализации свежего органического вещества. В содержании гумуса наблюдается обратная зависимость. Чем больше микроорганизмов, тем меньше содержание гумуса. Наибольшее содержание гумуса отмечено на контроле, наименьшее – в вариантах с дискованием. В опыте с дискованием коэффициент минерализации достаточно высок. Внесение минеральных удобрений отрицательно сказывается на численности олигонитрофильных микроорганизмов, хотя их содержание при дисковании увеличивается.

В вариантах с боронованием численность микроорганизмов снижается по сравнению с дискованием. Наименьшее содержание аммонифицирующих микроорганизмов отмечено на варианте без удобрений. Внесение минеральных удобрений в дозе N45P60К60 стимулирует их развитие, а доза N90P120К120 увеличивает содержание аммонификаторов более чем в 2 раза. Микроорганизмы, использующие минеральные формы азота, также претерпевают изменения, достигая максимума в варианте с максимальной дозой минеральных удобрений. Содержание грибов уменьшается при внесении максимальной дозы удобрений. Внесение удобрений увеличивает численность актиномицетов. Боронование с внесением минеральных удобрений ингибирует развитие олигонитрофильных микроорганизмов. Коэффициент минерализации достаточно высок только на контроле. На повышение окультуренности агротемногумусовых глеевых почв с посевом козлятника при бороновании с внесением минеральных удобрений указывал и показатель соотношения грибов и актиномицетов [10], значения которого по сравнению с контролем были более низкие с внесением удобрений (N45P60К60), что свидетельствовало о позитивном влиянии боронования с применением минеральных удобрений на плодородие почв.

В вариантах с удобрениями коэффициент минерализации снижается, что указывало на ослабление интенсивности процессов минерализации органического вещества и, как следствие, способствовало сохранению гумуса. Внесение удобрений в дозе N90P120К120 сохраняет гумус от минерализации, и содержание его почти одинаково во всех вариантах.

2. Боронование как агротехнический прием является благоприятствующим для развития микробиологических процессов минерализации органического вещества. Внесение минеральных удобрений на фоне боронования предохраняет гумус от минерализации микрофлорой. Это способствует сохранению гумуса в агротемногумусовых глеевых почвах с посевом козлятника. Снижение показателя соотношения грибы/актиномицеты, по сравнению с контролем, указывало на повышение степени окультуренности почв в посевах козлятника с внесением минеральных удобрений. В опыте с дискованием коэффициент минерализации достаточно высок. Внесение минеральных удобрений отрицательно сказывается на численности олигонитрофильных микроорганизмов, хотя их содержание при дисковании увеличивается.

Читайте также: