Значение гидротермического фактора при оценке влияния приемов агротехники на биологическую активность дерново-подзолистой почвы

Размещено на http://www.allbest.ru/

«ВНИИ Агроэкоинформ»

Значение гидротермического фактора при оценке влияния приемов агротехники на биологическую активность дерново-подзолистой почвы

Показана возможность влияния гидротермических условий на эффективность технологических приемов в изменении биологической активности дерново-подзолистой почвы разного гранулометрического состава. Стимулирующее влияние на микробоценоз термического воздействия возрастает с увеличением количества осадков сверх многолетней нормы, особенно на более тяжелых по гранулометрическому составу почвах. Повышение температуры воздуха - менее действенный, чем осадки, фактор, способный изменить влияние приемов технологий на почвенный микробоценоз.

Ключевые слова: плодородие, микробоценоз, биохимические процессы, осадки, температура воздуха, удобрения, солома, обработка почвы, гербициды

Одним из основных экологических факторов, влияющих на жизнедеятельность микроорганизмов и активность биохимических процессов в почве, является ее неуправляемый гидротермический режим. Это обстоятельство редко принимается во внимание при обсуждении результатов действия технологических приемов на состояние микробоценоза, определяющее многие функции почвы, интегрированные в ее плодородие, и способность производить растительную продукцию.

Для сопоставления эффективности влияния отдельных агротехнических приемов на биологическую активность почвы при контрастных погодных условиях в каждом из отобранных полевых опытов, проведенных в Технологическом центре НИИСХ ЦРНЗ и лаборатории гербицидов ВНИИССОК, был выделены пары участков в каждом исследуемом варианте одинаковой продолжительности в двух разных закладках опыта, но различающихся по водным или температурным режимам.

Исследование влияния увлажнения на действие технологических приемов на изменение биологической активности суглинистой почвы проводили путем сопоставления данных, полученных в следующие годы: 1979 и 1980, 1982 и 1980, 1978 и 1976.

В среднем за первые пять месяцев вегетационного периода (апрель - август) количество осадков, соответственно, составляло: 49,6 и 98,3; 75,6 и 98,3; 63,8 и 90,8 мм (среднее многолетнее - 62 мм), а средняя температура воздуха: 13,8 и 12,5; 12,9 и 12,5; 11,9 и 11,8^о (средняя многолетняя - 12,6^о).

Показателями биологической активности почвы являлись численность основных групп микроорганизмов, активность ферментов, интенсивность некоторых биохимических процессов аэробного типа.

В первом опыте сравнивали биологическую активность почвы в 1979 и 1980 годах при внесении малорана и диапрена на разных фонах минеральных удобрений (табл. 1). В целом общее действие обоих гербицидов в 1979 году, характеризующемся несколько пониженным выпадением осадков, в трех случаях не проявлялось (относительная сумма показателей биологической активности 809-891 при контроле 800) и в одном было слабо ингибирующим (649). В 1980 г., когда осадков выпало в два раза больше, эти же гербициды повысили общую биологическую активность почвы в тех же трех случаях (1033-1160) и не изменили в одном случае (927).

Наблюдения, проведенные во втором опыте с тотрилом, во всех случаях в тенденции также выявили более благоприятное действие гербицида на общую биологическую активность в более влажный 1980-й год.

В отдельных случаях увеличение количества осадков резко изменяет характер действия гербицидов на деятельность тех или иных микроорганизмов. Так, при применении тотрила в дозе 150 кг/га через 90 дней в 1982 г. он резко снижал численность микроорганизмов на МПА, грибов, нитрификационную способность и полностью подавлял уреазу, но в 1980 г. при большем количестве осадков его действие на эти показатели не проявлялось, а численность грибов даже возросла.

Таким образом, на суглинистых почвах воздействие агротехнических приемов на микробиологическую деятельность может различаться при разной увлажненности почвы.

На супесчаной почве проводили сравнение микробиологических данных 1978 г., в которых количество выпавших осадков равнялось средней многолетней норме, с данными 1976 г., в котором за весенне-летние месяцы выпало 1,5 нормы осадков (табл. 2). В первом опыте удобрения повышали биологическую активность почвы, при этом положительное влияние увеличения осадков проявлялось только при меньшей удобренности почвы. Относительная эффективность удобрений в активизации микрофлоры при выпадении большего количества осадков (1976 г.) была по вариантам с удобрениями N, NPK, NPK + навоз, соответственно, 121, 104, 97% по сравнению с обычной нормой осадков (1978 г.).

Таблица 1. Влияние количества осадков на действие технологических приемов на биологическую активность суглинистой почвы (контроли-без гербицидов приняты за 100)

Примечание. Количество осадков за период апрель-август составило в 1979 г. - 49,6, в 1982 г. - 75,6, в 1980 г. - 98,3 мм.

Во втором опыте исследовалось в слое почвы 0-8 см влияние повышения осадков на биологическую активность в зависимости от удобренности (компост на общем фоне NPK) и глубины основной обработки (15, 25, 40 см). Положительное влияние на общую биологическую активность при увеличении осадков проявилось при вспашке на 15 см, при которой она была выше на обоих фонах удобрений на 29 и 23%. При углублении обработок до 25 и 40 см положительное влияние осадков проявлялось только на вариантах с компостами. биологический суглинистый почва

Таблица 2. Влияние количества осадков на действие технологических приемов на биологическую активность супесчаной почвы (контроли-без удобрений приняты за 100)

Примечание. Количество осадков за период апрель-август составило в 1978 г. - 63,8 и в 1976 г. - 90,8 мм.

Таким образом, на супесчаных почвах увеличение количества осадков также оказывало общее положительное влияние на эффективность технологических приемов в активизации деятельности почвенных микроорганизмов, но в меньшей степени, чем на суглинистой почве.

Влияние температуры воздуха на эффективность приемов технологий в изменении биологической активности дерново-подзолистых суглинистых почв рассматривается по микробиологическим данным, полученным в трех опытах: 1971 и 1972, 1974 и 1975, 1978 и 1977 годах. Среднемесячное количество осадков в сравниваемые годы за период апрель-август было близким и составляло соответственно: 41,5 и 44,6; 55,6 и 56,1; 63,8 и 62,5 мм (средняя многолетняя - 62 мм). Среднемесячная температура этих лет, соответственно, была: 12,9 и 15,8; 12,3 и 15,1; 11,9 и 14,2^о, т.е. каждый второй год был с более высокой температурой (средняя многолетняя 12,6^о).

Солома и удобрения почти во всех случаях проявили тенденцию к повышению общей относительной биологической активности почвы (табл. 3). Это повышение в шести вариантах опытов из девяти рассматриваемых было практически одинаковым, и оба сравниваемых года - с разными температурами, а в трех (два в 1972 и один в 1975 гг.) - ниже при более высокой температуре.

Из отдельных показателей повышение температуры не влияло на интенсивность «дыхания» почвы, но во всех случаях существенно снижалось стимулирующее действие удобрений и соломы в отношении микроорганизмов на МПА, причем в ряде случаев изменялся характер действия удобрений: из стимулирующих они становились ингибирующими. Также в большинстве случаев (7 из 9) снижалось положительное действие удобрений и соломы по отношению к активности уреазы, но с повышением температуры в двух опытах из трех повышалась численность грибной микрофлоры.

Таким образом, повышение температуры не ведет к повышению эффективности технологических приемов по стимулированию общей биологической активности суглинистых почв, а в некоторых случаях несколько снижает ее. При этом устойчиво снижается численность микроорганизмов на МПА и в большинстве случаев активность уреазы, повышается численность грибной микрофлоры.

На супесчаных почвах исследовались данные двух опытов, в которых наблюдения проводили в 1977, 1978 и в 1974, 1975 годах (табл. 4). Результаты опытов различались: в первом повышение температуры не оказало заметного влияния на действие удобрений на почвенную микрофлору, а во втором их стимулирующее действие проявилось, преимущественно, на микроорганизмы, выявляемые на МПА, КАА, активность уреазы и в целом на общую биологическую активность почвы во всех вариантах опыта.

Таким образом, на супесчаных почвах повышение температуры, в целом, или не изменяет, или несколько активизирует влияние технологических приемов на общий уровень биологической активности почвы.

Таблица 3. Влияние температуры воздуха на действие технологических приемов на биологическую активность суглинистой почвы (контроли-без удобрений приняты за 100)

Примечание: СПП - сухой птичий помет.

Несколько неожиданные результаты были получены в опытах с мелиоративными обработками на супесчаной почве в 1972 и 1974 годах, существенно различающихся по погодным условиям. Вегетационный период 1972 года характеризовался как засушливый: среднемесячное количество осадков за апрель-август составило 44,6 мм при температуре воздуха 15,8^о, а в 1974 г. эти показатели, соответственно, составили 55,4 мм и 12,3^о (средние многолетние - 62,0 мм и 12,6^о).

Изменение общего уровня биологической активности суглинистой почвы под влиянием соломы и СПП оба года было близким. Однако имелись качественные различия в биологической активности. Так, в 1972 г. при применении СПП не происходило некоторое ингибирование фосфатазы, наблюдаемое в 1974 г.

Таблица 4. Влияние температуры воздуха на действие технологических приемов на биологическую активность супесчаной почвы (контроли-без удобрений приняты за 100)

Биологическая активность супесчаной почвы в слое 20-30 см существенно различалась в эти годы при сравнении мелиоративных обработок со вспашкой на глубину 20 см (табл. 5). В 1974 г. вспашка на 30 см и трехъярусная вспашка повышали биологическую активность этого слоя на 41-50% за счет повышения ферментативной активности и численности микроскопических грибов. В неблагоприятном 1972 году это повышение общей биологической активности при мелиоративных обработках было более значительным: при вспашке на 30 см - на 355%, при трехъярусной вспашке - на 345%, при плантажной вспашке - на 88%. Особенно значительно, в 4-8 раз, повысилась активность уреазы. Таким образом, преимущество глубоких обработок в этом слое почвы особенно значительно проявлялось в экстремальных погодных условиях.

Таблица 5. Влияние мелиоративных обработок дерново-подзолистой супесчаной почвы на биологическую активность подпахотного слоя (20-30 см) в условиях дефицита осадков и повышенной температуры воздуха (1972 г.)

Примечание. Контроль - сумма показателей биологической активности при вспашке на 20 см - 500.

Влияние обработки, предшественников, удобрений в условиях влажной прохладной погоды 1976 года (90,8 мм осадков и 11,8^о в среднем в месяц за апрель-август) на общий уровень биологической активности суглинистой и супесчаной почв в целом было близким к их влиянию в обычные по средним многолетним метеорологическим данным годы (1974, 1977). Однако эти приемы технологий в условиях 1976 года влияли на некоторые микробиологические показатели. Так, на суглинистой почве под влиянием способов обработки и различных предшественников в 9 случаях происходило их повышение, в 20 - понижение, но в 27 - различия не обнаруживались.

Представлялось интересным сравнить биологическую активность почвы и при двух близких по погодным условиям годам. Для сравнения были взяты 1983 и 1984, 1968 и 1969 годы со среднемесячными за период апрель-август осадками: соответственно, 55,9 и 59,5; 57,3 и 57,2 мм и среднемесячной температурой воздуха 14,3 и 13,9; 13,6 и 13,6. Влияние изучаемых в опытах гербицидов и предшественников на биологическую активность почвы было близким в сравниваемые годы. Различий не наблюдалось не только по общей суммарной биологической активности, но в 80% случаев и по отдельным показателям.

Выводы

1. Влияние технологических приемов на жизнедеятельность микробиологического сообщества дерново-подзолистых почв может усиливаться или ослабляться в зависимости от гидротермических погодных условий. При этом может изменяться общий характер влияния какого-либо приема (стимулирующий или ингибирующий) как на суммарную биологическую активность, так и на деятельность отдельных групп микроорганизмов и на ход отдельных микробиологических процессов.

2. Стимулирующее влияние технологических приемов на микробоценоз возрастает с увеличением количества осадков сверх многолетней нормы, особенно на суглинистых почвах. На супесчаных почвах осадки более действенны в повышении биологической активности технологическими приемами при относительно меньшей степени удобренности почв.

3. При превышении температурой воздуха в вегетационный период среднемноголетнего уровня, как правило, общее действие технологических приемов на биологическую активность не изменяется, но возможны случаи как ослабления их действия (суглинистые почвы), так и усиления (супесчаные почвы).

4. Среди исследуемых технологических приемов (удобрения, солома, гербициды, способы обработки почвы) наиболее эффективными для почвенных микроорганизмов в экстремальных погодных условиях были мелиоративные обработки.

Размещено на Allbest.ru