Бюллетень научных работ. Выпуск 32

371 Pages·04.346 MB·Russian

by  Потапов Николай Краснославович

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГБОУ ВПО
«Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Я. Горина»

Б Ю Л Л Е Т Е Н Ь
Н А У Ч Н Ы Х Р А Б О Т

Издается с 2003 года

Выпуск 32

Белгород 2012
1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

УДК 63(06)
ББК 4
Б 98

Бюллетень научных работ. Выпуск 32
Белгород. – Издательство БелГСХА, 2012. – с.376

Публикуются результаты научных исследо-
ваний по агрономии, ветеринарии, животновод-
ству, механизации и экономике, социальным и
естественным наукам.

Статьи написаны по материалам законченных
и продолжающихся исследований, проводимых на-
учными сотрудниками Белгородской государствен-
ной сельскохозяйственной академии и других науч-
ных и учебных заведений нашей страны и ближне-
го зарубежья.

Бюллетень предназначен для научных работников и
специалистов сельскохозяйственного производства.

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

А.В. Турьянский (председатель),
А.В. Колесников (заместитель председателя),
В.Л.Аничин, И.А. Бойко, С.А. Булавин,
Г.И. Горшков, В.И. Гудыменко, В.В. Концевенко,
П.П. Корниенко, Е.Г. Котлярова, Д.П. Кравченко,
В.Н. Любин, А.С. Мацнев, Н.В. Наследникова,
Н.К. Потапов, Г.С. Походня, Л.А. Решетняк
В.А. Сыровицкий, Г.И. Уваров, А.В. Хмыров.

© Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего професси-
онального образования - Белгородская государст-
венная сельскохозяйственная академия
им. В.Я. Горина 2012.
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Агрономия

УДК 631.461: 631.445.4

ПОВЫШЕНИЕ БИОГЕННОСТИ ЧЕРНОЗЕМА –
ОСНОВА БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

А.В. Демиденко
Черкасская государственная сельскохозяйственная опытная станция
ННЦ «Институт земледелия»

Вступление. Минимальная обработка черноземов – есть базовой основой
биологичского земледелия [2]. Такая обработка отличается от традиционной
тем, что растительные остатки и удобрения локализируются в верхней части 0-
20 см слоя чернозема. Заделанные в верхнюю треть гумусного горизонта
чернозема растительные остатки, органические и минеральные удобрения
создают благоприятные условия для жизнедеятельности почвенных
микроорганизмов, что позитивно влияет на питательный режим и гумусное
состояние. Минимализация обработки почвы снижает количество
микроорганизмов, которые берут участие в процессах минерализации гумуса и
повышают количество грибной микрофлоры в почве [ 1,2,4,5].
Цель исследований - изучить влияние долгосрочного (36 лет) выполнения
разных способов обработки почвы и удержания чернозема в состоянии залежи
на численность разных групп почвенных микроорганизмов, биогенность
чернозема типичного слабогумусированного Левобережной Центральной
Лесостепи Украины.
Методы исследований. Отбор, обработка и сохранение почвенных
образцов для исследования аеробных микробиологических процессов в
лабораторных условиях проводили соответственно ДСТУ ISO10381 – 6-2001.
Разные группы микроорганизмов исследовали с помощью метода широкого
микробиологического анализа посевом почвенной суспензии на плотные
питательные середы. На мясо-пептоновом агаре (МПА) изучалась общая
численность микроорганизмов, которые разлагают органические соединения с
содержанием азота. На крахмало-аммиачной середе (КАА) изучались
микроорганизмы, которые ассимилируют минеральные формы азота. На
голодном агаре (ГА) изучалась численность олиготрофов, а на среде Ешби
(ЕШ)- численность олигонитрофилов. Методы учета коллоний
микроорганизмов в почве и состав сред использовались по Д.Г. Звягенцеву [6].
Исследования проводились в условиях центральной части Левобережной
Лесостепи Украины в долголетнем (36 лет) стационарном полевом опыте
Драбовского опытного поля Черкасской государственной
сельскохозяйственной опытной станции ННЦ «Институт земледелия НААН
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Украины». Изучалось длительное влияние разных способов обработки почвы
на микробиологическое, гумусное состояние чернозема в короткоротационном
севообороте: горох, - озимая пшеница, – сахарная свекла, кукуруза, – кукуруза.
Способы обработки почвы: вспашка на 22-25 см; безотвальная обработка на 22-
25 см; мелкая безотвальная обработка на 10-12 см под все культуры
севооборота; залежь - начиная с 1976 года. Система удобрения: 5-7 т/га
побочной продукции + N62Р66К82. Отбор почвенных образцов проведен в поле
после уборки озимой пшеницы.
Результаты исследований. Самый высокий показатель биогенности был в
0-20 см слое почвы при мелком безотвальном рыхлении, но это обстоятельство
не способствовало повышению содержания гумуса.
Длительное влияние способа обработки на общую биогенность и содержание гумуса
в 0-20 см слое чернозема типичного
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Безполицевий Поверхневий
Оранка на 22-25 Переліг >35
обробіток на 22- обробіток на 8-
см років
25 см 12 см
Біогенність грунту, КУО/г 28 43 40 18
Вміст загального гумусу, % 4,41 4,55 4,43 5,05

Рис. 1
Напротив, при залежном удержании чернозема при самой низкой
биогенности содержание гумуса было самым высоким: 5.05%, а на варианте с
глубоким безотвальным рыхлением - 4,52% при относительно невысокой
биогенности, по сравнению со вспашкой и мелкой безотвальной обработкой,
показателя биогенности (рис. 1).
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Длительное влияние способа обработки чорнозема типичного на содержание подвижного фосфора,
обменную кислотность и чиселенность фосформобилизирущих микроорганизмов в 0-20 см слое
почвы
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Безполицевий Поверхневий
Оранка Переліг
обробіток обробіток
Фосфатмобилизирующи 6 15 10 4
микроорганизмы, млн/г
Содержание подвижных фосфатов, 15 18 15 10
мг/100г почвы
Обменная кислотность, рНсл. 5,91 5,95 6,73 5,66

Рис.2
Самое высокое количество фосфатмобилизирующих микрорганизмов
было при глубоком безотвальном рыхлении, а подкисление почвенной среды
привело к возрастанию содержания подвижных фосфатов в 0-20 см слое почвы.
Установлена тесная корреляционная связь (r =0,67; r2 =0,45) между этими
показателями. Снижение обменной кислотности при мелком безотвальном
рыхлении относительно вспашки, при снижении на 41% количества
фосфатмобилизирующих микроорганизмов, способствовало образованию
меньшего содержания подвижных соединений фосфора в 0-20 см слое почвы
(Рис. 2).
Соотношение микроорганизмов, которые разлагают органические и
микроорганизмов, которые ассимилируют минеральные формы азота, при
удержании залежи составило 1:1, что обеспечило образование самого высокого
содержания аммонийного и нитратного азота в 0-20 см слое почвы. Значение
соотношения при вспашке - 1:2,2, а глубоком и мелком безотвальном рыхлении
- 1:2,8, и 1:2,3 соответственно. Самое высокое колличество гетеротрофов,
которое высевалось на МПА было при мелком безотвальном рыхлении, а
микроорганизмов, которые ассимилируют минеральные формы азота – при
глубоком безотвальном рыхлении, (Рис. 3).

5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Длительное влияние способа обработки чернозема типичного на колличество деструкторов
органических и ассимиляторов минеральных соединений и форм азота в 0-20 см слое
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Безполицевий Поверхневий
Оранка Переліг
обробіток обробіток
Деструкторы органических соединений 6,6 6,1 7,1 6
азота, млн./г
Ассимиляторы минерального азота, 14,3 17,3 16 6
млн./г
Содержание аммонийного и нитратного 35 41 39 45
азота, мг/100 г почвы

Рис.3
Биогенность 0-20 см слоя чернозема на уровне сильной кореляцийной
связи определяла количество фосфатмобилизирующих микроорганизмов, а
ассимиляторов минеральных соединений азота - повышенные значения
гидролитической кислотности. Установленная закономерность наиболее
выражено проявлялась при глубоком безотвальном рыхлении, когда
упомянутые параметры находились в оптимальном соотношении.
При поверхностной обработке чрезмерная нейтрализация
гидролитической кислотности приводит к снижению подвижных форм
фосфатов, снижению содержания фосфатмобилизирующей микрофлоры (табл..
1).
Между деструкторами органических соединений азота и содержанием
минеральных соединений азота (NO3 +NH4) установлена обратная сильная
корелляционная связь, а с гидролитической кислотностью связь была прямая.
Содержание подвижного фосфора в почве прямо связано с активностью
фосфатмобилизирюющей микрофлоры, активность которой максимальна в
интервале значений рН= 6.7-6.8, тогда как оптимум развития
нитрифицирующей микрофлоры происходит при нейтральной реакции в почве.
что больше свойственно вспашке.
Повышенное образование активных карбонатов [7,8] при мелком
рыхлении, которые реутилизируются при разложении из пожнивных и
корневых остатков в почву, и которые подтягиваются из окарбоначенных
горизонтов почвенной толщи, сдерживает гумусонакопление и содержание
соединений азота, которые легкогидролизуются. Происходит процесс
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
«консервации» эффективного плодородия, в первом случае, в противовес
процессам деградации и дегумификации при систематической впашке.
1. Матричная модель взаимосвязей между параметрами плодородия
чернозема типичного малогумусного легкосуглистого.

Ассими- Легкоги
Фосфат Деструк-
Гидроли- ляторы дролизи
мобилизи Подвиж- торы
тическая минера- рован-
Биоген- рующие ные органыч- ы
Гумус, кислот- льных ные р
ность, микро- фосфаты, ных т
е
% ность, соедине- соедине м
КУО/г организ- мг/100г соединен а
мг-екв/ ний ния р
мы, ий азота а
100г азота азота, П
млн./г
млн./г мг/100г
Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8
1 0,55 0,90 0,75 0,62 0,08 0,96 0,56 Х1
1 -0,25 -0,69 -0,35 -0,85 -0,66 0,98 Х2
1 0,67 0,79 -0,35 0,89 -0,16 Х3
1 0,88 0,25 0,90 -0,60 Х4
1 -0,30 0,78 -0,45 Х5
1 0,12 -0,87 Х6
1 -0,58 Х7
1 Х8

Выводы.
Обработка почвы есть существенный фактор влияния на численность
эколого-трофичных и таксономических групп микроорганизмов. На залежи
биогенность в 1,56-2,39, количество фосформобилизирующих
микроорганизмов в 2-4 раза, микроорганизмов, которые ассимилируют
минеральные формы азота в 2,5 раза меньшие значения при различных
вариантах обработки почвы. Применение глубокого безотвального рыхления
уменьшает процесс минерализации гумуса, усиливает гумусонакопление и
обеспеченность подвижным фосфором и минеральными соединениями азота.
Усиленная биогенная аккумуляция питательных веществ и локальное
подкисление верхней части гумусного горизонта – есть явление полезное,
которое необходимо стимулировать безотвальным рыхлением, а не уничтожать
систематической вспашкой. Содержание подвижных форм фосфора в почве
прямо связано с активностью фосфатмобилизирующей микрофлоры,
активность которой максимальна при рНсл = 6.7-68. При безотвальном
рыхлении доля аммиачной формы азота в общей сумме NH4+NO3 возрастает в
сравнении со вспашкой. Между интенсивностью нитрификации и содержанием
доступных и подвижных фосфатов установлено обратную сильную связь.
При безотвальном рыхлении стабилизируется разрушенное вспашкой
равновесие фосфатного режима чернозема за счет усиления биогенности
верхней части гумусного горизонта и увеличения количества подвижных
фосфатов, которые задействуются в процессе обмена с органическим
веществом почвы, а более конкретно, поглощение микробиологическими
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
телами с последующей их минерализацией и вовлечением в процесс
трансформации органического вещества почвы.

Использованные источники

1. Sauerbeck D.R., Johnen B.C. Root formation and decomposition during
plant growth // Soil organic matter studios. – Vienna, 1977. – V. 1. – P. 141-143.
2. Воробей І.І. Біологічна активність і азотний фонд в лучно-
чорноземному грунті Андрушіського природно-сільськогосподарського району
та їх зміни під впливом грунтозахисних технологій вирощування культур:
Автореф. дис… канд. с.-х. наук: 06.01.03 / Нац. агр. ун-тет. – К.:, 1999. – 17 с.
3. Городецкая Е.Е., Петренко Л.Р. Изменение биологической активности
и гумусного состояния чернозема типичного под влиянием минимализации
обработки почвы. // Химизация и агроэкология: Сб. научн. трудов УСХА. – К.:
Изд-во УСХА, 1991. – С. 58-62.
4. Шикула Н.К., Назаренко Г.В. Минимальная обработка черноземов и
воспроизводство их плодородия. - М.: Агропромиздат, 1990. – 318 с.
5. Оглезнева В.В. Микробиологическая активность почвы и
зимостойкость растений озимой пшеницы при минимальной обработке: Науч.
тр. Н.-и и-та сел. хоз-ва р-нов Нечернозем. зоны, вып. 43. – 1978. – С. 33-39.
6. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологиии биохимии.
Учебное пособие.-М.:МГУ, 1991.-304с. 7.Туев Н.А. Микробиологические
процессы гумусообразования. – М.: Агропромиздат, 1989. – 239 с.
7. Демидено О.В. Спосіб вторинного окарбоначування грунтів в
агроценозах//Патент № 82807. Пріоритет від 12.05.2008р.
8. Демиденко О.В. Ефективність альтернативних способів вапнування
чорноземних грунтів//Вісник аграрної науки.-2011.-№11.-С.23-25.

______________________
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

УДК 631. 445. 51

ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ В АГРОЦЕНОЗАХ
ЛЕВОБЕРЕЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ УКРАИНЫ

А.В. Демиденко
Черкасская государственная сельскохозяйственная опытная станция
ННЦ «Институт земледелия»

Черноземы Лесостепной зоны Украины, как природно-исторические
сложные образования и предмет человеческой деятельности, основное средство
сельскохозяйственного производства, не могут бить оторваны от
географических условий формирования. Проявляется единство черноземов и
середы, как функциональной зависимости генезиса свойств черноземов от
факторов почвообразования в агроценозах [11,12-13]. Выводы В.В. Медведева
10 о том, что все пахотные почвы Украины деградированны неоспоримы, а
вывод о том, что почвообразование в агроценозах может развиваться только в
2-х направлениях: природное, которое формирует типичную генетически
детерминированную почву и антропогенное, последствием которого есть
формирование деградированной почвы с параметрами отличными от
природных аналогов, с позиции современного агропочвоведения недостаточно
полны и требуют уточнения, относительно черноземов Левобережной
Лесостепи Украины. На наш взгляд, есть все основания рассмотреть 3
направление: моделирование (воспроизводство) природных процессов
почвообразования в агроценозах под влиянием систематической мелкой
безотвальной и минимальной обработки в разноротационных севооборотах с
использованием в качестве органических удобрений побочной продукции с
оптимальным соотношением с минеральными удобрениями, что приводит к
биологизации земледелия, при котором происходит удобрение почвы, а не
сельскохозяйственных культур в агроценозах[1-8].
Методика и место проведения исследований. На основании (1975-2012 гг)
исследований научной школы почвозащитного и биологического земледелия
Н.К .Шикулы 1-8,12-13] сформированы концептуальные положения
воспроизводства почвообразования черноземов в агроценозах левобережной
части Лесостепи Украины. Исследования проводились в длительных
стационарных опытах 1,2]: в Прилуко-Роменсько-Лубенськом агропочвенном
районе Лесостепной зоны Левобережной высокой провинции на черноземах
типичных малогумусных легкосуглинистых (Драбовский район Черкасской
области). Продолжительность стационарного опыта по изучению способов
обработки почвы Черкасской государственной сельскохозяйственной опытной
станции ННЦ «Институт земледелия НААН» 36 лет начиная с 1976 года); в
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
южной части левобережной Лесостепи Украины (левобережная высокая
провинция, восточная под-провинция) на черноземах типичных мощных
среднегумусных легкоглинистых на лессе (Карловський район Полтавской
области). Продолжительность стационарного опыта (НУБиП) по изучению
эффективности способов обработки почвы 10 лет). Выполнение анализов
проводилось по общепринятым методикам [10].
Результаты исследований. Систематическое применение почвозащитных
технологий выращивания сельскохозяйственных культур с минимальной
обработкой почвы на 5-12 см, мульчирование поверхности поля пожнивными
та поукосными остатками, поверхностным заделыванием навоза, побочной
продукции и минеральных удобрений усиливает биогенность почвенной толщи
черноземов типичных в сезонном цикле, и создают условия для возобновления
природных процессов почвообразования в агроценозах. Основная задача
минимальной обработки в первые годы после прекращения вспашки - это
обогащение верхней трети гумусного горизонта чернозема растительными
остатками разной степени разложения (детритом) и обеспечение высокого
уровня биологической (микробиологической) активности 0-15 см слоя почвы.
Необходимо возобновить перегнойно-гумусо-аккумулятивний (органогенный)
слой в верхней части гумусного горизонта чернозема с высокой
целлюлозолитической активностью и доминированием микроорганизмов-
деструкторов роду Cellvibrio з мощной и стойкой структурой связей в
ассоциациях почвенных микроорганизмов.
Сформированный 0-15 см органогенный слой чернозема, должен быть
прокрытым свежими измельченными пожнивными остатками зерновых,
зернобобовых и пропашных культур, а между слоем растительной мульчи и
поверхностью почвы не должно быть разделения, то есть слой растительной
мульчи должен лежать на биологически активном слое чернозема, составлять с
ним единое целое и быть комфортной средой для возобновления почвенной
биоты, а нижняя часть слоя растительной мульчи должна медленно, с помощью
почвенных микроорганизмов и мезофауны, вовлекаться в малый биологически
кругооборот (МБК) вещества и энергии в почве.
Дифференциация гумусного горизонта чернозема по
микробиологической активности, содержанию гумуса, детритом и элементами
питания – есть природное явление, оно проявляется на 4-5 год
систематического выполнения минимальной обработки, которая стимулирует
залегание корневых систем по типу ―дернины‖ с локализацией 75-85 %
физиологично активных корней в 0-15 см слое чернозема. Поверхностное
залегание корневых систем сельскохозяйственных культур стимулирует
явление хемотаксиса, на которое реагируют микроорганизмы, создавая
стабильные, с четкой привязкой к верхней части гумусного горизонта,
ассоциации, для которых характерны низкие коэффициенты флуктуации
численности с наличием стойкой структуры корреляционных связей между
ассоциациями почвенных микроорганизмов и зоофауной. Между корневой
массой, количеством микроорганизмов, активностью гидролитических
10