Экологические функции приемов обработки почвы разной степени интенсивности в стабилизации биологических показателей плодородия почвы

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 632.4:633.1

Экологические функции приемов обработки почвы разной степени интенсивности в стабилизации биологических показателей плодородия почвы

Манишкин С.Г.

Апаева Н.Н.

Савоськина О.А.

Гогмачадзе Г.Д.

Аннотация

Установлено, что обработка почвы под яровую пшеницу зависит от предшествующей культуры. При возделывании пшеницы после клевера наилучшее фитосанитарное состояние почвы складывается по вспашке. Здесь снижается плотность почвы и увеличивается биологическая активность. При возделывании пшеницы после озимой ржи лучше почву дисковать. Количество патогенов в почве зависит от плотности и биологической активности. Клевер, как предшественник, снижает количество патогенов в почве и снижает поражение яровой пшеницы корневыми гнилями.

Ключевые слова: биологическая активность почвы, патогены, яровая пшеница, корневые гнили, обработка почвы, плотность почвы

В настоящее время большое внимание уделяется биологическим показателям плодородия почв и фитосанитарному состоянию посевов и почвы. Биологические свойства почвы представляют сложный комплекс взаимосвязанных биологических процессов, который зависит от генетических особенностей почвы, гидротермических условий, запаса и доступности в почве элементов питания, органического вещества, присутствия токсических веществ, а так же проводимых агротехнических мероприятий [1].

К биологическим показателям степени окультуренности и уровня плодородия почв Нечернозёмной зоны, относят органическое вещество, структуру комплекса почвенных микроорганизмов и численность некоторых их групп, биологическую активность определяют по степени разложения целлюлозных тестов, ферментативной активности, по наличию токсических веществ, заражённостью возбудителями болезней и заселённостью вредителями [2].

А.М.Гродзинский [3] считает, что повышение численности почвенных микромицетов способствует росту утомляемости почвы, в этом случае ее фитотоксичность проявляется уже в период всходов. При этом изменяется соотношение между отдельными группами и сообществами микроорганизмов с доминированием фитопатогенных видов. Е.Н.Мишустин [4] находит, что агротехнические мероприятия способствуют усилению биогенности почвы, снижая ее фитоксичность.

Механическая обработка почвы - самый энергоемкий и дорогостоящий прием при возделывании сельскохозяйственных культур. На обработку почвы приходится до 40% всех затрат в зависимости от возделываемых культур. Не случайно изыскивают пути их сокращения, заменяя энергоемкие приемы менее затратными [5].

Методы и материалы

Исследования проводили в 2009-2011 гг. на опытном поле Марийского государственного университета на посевах яровой пшеницы. Опыт двухфакторный: 1 - предшественник, 2 - обработка почвы.

Схема опыта

1. Вспашка (обычная зяблевая отвальная вспашка - ПЛН-4-35 на глубину 22-24 см).

2. Культивация (плоскорезная обработка - КПС-4 на глубину 16-18 см).

3. Дискование (поверхностное рыхление - БДТ-3 на глубину 14-16 см).

Повторность - 3-хкратная; общая площадь делянки - 100 кв. м. Учетная площадь делянки - 40 кв. м. Расположение делянок в опыте - систематическое со смещением. Сорт яровой пшеницы Лада.

Обработки почвы проводили осенью после уборки предшествующих культур: клевера 2 г.п. и озимой ржи. Весной после схода снега проводили боронование в 2 следа (БЗТС-1,0), культивацию (КПС-4) и прикатывание (ЗККШ-6) на всех полях. экология почва фитосанитарный

Почва опытного участка дерново-подзолистая, среднесуглинистая со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса - 1,61%, рН - 5,7, азота легкогидролизуемого - 1,7 мг. экв. на 100 г почвы, Р2О5 - 24 и К2О - 13 мг/100 г почвы.

Отбор почвы для микромицетного анализа в слое 0-20 см проводили по методике Й.Сеги [6], учет биологической активности почвы - по Е.Н.Мишустину, Н.С.Вострову [7]. По потере массы льняной ткани судили об интенсивности разложения клетчатки. Шкала интенсивности разрушения клетчатки (%) за вегетационный период: очень слабая < 10; слабая - 10 - 30; средняя - 30 - 50; сильная - 50 - 80; очень сильная > 80.

Определение плотности сложения пахотного слоя проводили пикнометрическим методом. Для выделения и учёта микромицетного состава грибов использовали агаризованную питательную среду Чапека. Учет пораженности растений яровой пшеницы корневыми гнилями был проведён трижды за вегетацию: в период всходов, в фазу колошения и перед уборкой урожая по общепринятой методике ВНИИФ [8]. Определение видового состава грибов проводили по определителю Н.М.Пидопличко [9].

Результаты и их обсуждение

Наши исследования показали, что плотность почвы была в пределах оптимального диапазона (табл. 1).

Таблица 1. Плотность почвы в зависимости от ее обработки, г/см3

Анализ данных выявил, что перед обработкой почвы плотность по вариантам была примерно одинаковой. Существенной разницы между вариантами не было.

При выращивании яровой пшеницы после клевера 2 г.п. на вспашке, если плотность была примерно одинаковой и в слое 0-10 см, и в слое 10-20 см, на дисковании верхний слой почвы был намного рыхлее нижнего слоя. В фазе выхода в трубку наибольшая плотность была в варианте с дискованием. В фазе трубкования наиболее благоприятные условия плотности почвы для корневой системы яровой пшеницы были на вспашке. В фазе молочной спелости плотность почвы увеличилась на всех вариантах, как в верхнем слое, так и в нижнем слое. Наименьшая плотность почвы была в варианте со вспашкой.

При выращивании яровой пшеницы после озимой ржи наибольшая плотность почвы в течение вегетации была в варианте с культивацией.

Таким образом, вспашка клеверного пласта способствует снижению плотности почвы. Почва в этом варианте остается более рыхлой по сравнению с другими вариантами в течение всей вегетации яровой пшеницы.

Определение в наших исследованиях общей биологической активности почвы аппликационным методом подтвердило повышение жизнедеятельности микроорганизмов при вспашке после клевера 2 г.п., а по озимой ржи - после дискования (табл. 2).

Таблица 2. Разложение льняной ткани в пахотном слое почвы под посевами яровой пшеницы, %

Если в верхнем (0-10 см) слое почвы интенсивное разложение в вариантах с культивацией и дискованием наблюдалось во весь период наблюдений, то в нижнем (10-20 см) слое почвы в этих вариантах микробиологическая активность была существенно ниже. При вспашке верхний слой с растительными остатками клеверной стерни перемещается в нижние слои, где и происходит более активное разложение льняного полотна, т.е. здесь микроорганизмы развиваются более активно. В верхнем слое разложение льняного полотна идет медленнее по сравнению с другими вариантами. Микробиологическая активность почвы была выше в варианте со вспашкой в нижнем слое почвы (10-20 см), а в вариантах с культивацией и дискованием, наоборот, - в верхнем слое почвы (0-10 см).

При выращивании яровой пшеницы после озимой ржи наибольшая биологическая активность почвы в верхнем слое наблюдалась в варианте с дискованием.

Таким образом, после клевера вспашка снижает плотность почвы и повышает активность почвенной микрофлоры в нижних слоях почвы. При поверхностной обработке активность микроорганизмов наблюдается в верхнем слое почвы. После озимой ржи наилучшие условия для развития микроорганизмов в корнеобитаемом слое растений создаются при дисковании.

В наших исследованиях с целью определения механизма воздействия способа обработки были проведены анализы на зараженность почвы возбудителями корневой гнили яровой пшеницы. Из почвы выделены грибы рода Fusarium 4 вида: F. graminearum Sch., F. oxysporum Sch., F. heterosporum Hees, F. sporotrichiella Bilai; рода Alternaria 3 вида: A. alternata Fr., A. tenuissima Fr., A. radicina Meier; Drechslera sorokiniana Sacc. К сапротрофным грибам отнесены грибы рода Penicillium (7 видов), Aspergillus (3 вида), Rhizophys nigricans Ehr., Mucor piriformis Fisch.), а также выделены грибы-антагонисты Trichoderma lignorum (Tode) Harz.

Вспашка клеверного пласта перед посевом яровой пшеницы способствует снижению патогенного потенциала (рис. 1) и сдерживает их развитие в течение всей вегетации пшеницы.

Рис. 1. Количество патогенов в почве при выращивании яровой пшеницы после клевера 2 г.п. в зависимости от обработки почвы, тыс. шт. попагул на 1 г почвы

Наименьшее количество патогенов в почве при возделывании яровой пшеницы после озимой ржи было при дисковании по всем фазам развития растений (рис. 2). На вспашке и культивации количество патогенов отличалось незначительно.

На их численность, вероятно, влияют и плотность почвы, и биологическая активность. Для выяснения данного предположения мы провели корреляционный анализ зависимости численности патогенов от плотности и биологической активности почвы.

Коэффициент корреляции в зависимости от плотности в слое 0-10 см - 0,95, в слое 10-20 см - 0,90; в зависимости от биологической активности - -0,93 и -0,77, соответственно. Улучшение фитосанитарного состояния почвы и оздоровление растений от корневых гнилей достигается путем повышения общей биогенности почвы и стимуляции микробов-антагонистов.

Рис. 2. Количество патогенов в почве при выращивании яровой пшеницы после озимой ржи в зависимости от обработки почвы, тыс. шт. попагул на 1 г почвы

Поражение яровой пшеницы корневыми гнилями было наименьшим на вспашке (табл. 3).

Таблица 3. Распространение и развитие корневых гнилей яровой пшеницы, %

Клевер улучшает фитосанитарное состояние почвы. По сравнению с озимой рожью развитие корневых гнилей яровой пшеницы в начале вегетации снижается на вспашке в 7 раз, на культивации - в 3 раза и на дисковании - в 2 раза. В конце вегетации снижение было в 3, 2 и 1,6 раза, соответственно.

Выводы

1. Плотность почвы после вспашки клеверного пласта - наименьшая по сравнению со вспашкой и культивацией, почва остается более рыхлой в течение всей вегетации яровой пшеницы. При выращивании пшеницы после озимой ржи плотность была меньше после вспашки и дискования. Снижение плотности способствовало увеличению биологической активности почвы.

2. Наименьшее количество патогенов в почве после клевера было на вспашке, а после озимой ржи - на дисковании. Количество патогенов в почве зависит от плотности (r = 0,95 в слое 0-10 см и 0,9 в слое 10-20 см) и от биологической активности (r = -0,93 и -0,77).

3. Наименьшее распространение и развитие корневой гнили яровой пшеницы после клевера 2 г.п. было на вспашке, при выращивании после озимой ржи - на дисковании.

Список использованных источников

1. Берестецкий О.А. Фитотоксины почвенных микроорганизмов и их экологическая роль // Фитотоксичные свойства почвенных микроорганизмов. Л., 1978. С. 7-31.

2. Пупонин А.И. Обработка почвы в интенсивном земледелии Нечернозёмной зоны. - М.: Колос, 1984. -184 с.

3. Гроздинский A.M. Симбиоз с микроорганизмами - основа жизни растений. - Минск: МСХА, 1990. - 134 с.

4. Мишустин Е.Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия. - М.: Наука, 1972. - 343 с.

5. Мареев В.Ф., Манюкова И.Г., Латыпов Ф.Х. Влияние ресурсосберегающих способов основной обработки серой лесной почвы на ее водно-физические свойства, засоренность и урожайность озимой ржи // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения. Вып. XII. - Й-Ола, 2010. - С. 30-32.

6. Сэги Й. Методы почвенной микробиологии / Пер. с венг. - М.: Колос, 1983. - 296 с.

7. Мишустин Е.Н., Востров И.С. Аппликационные методы в почвенной микробиологии // Микробиологические и биохимические исследования почв. - Киев: Урожай, 1971. - С. 3-12.

8. Фитосанитарная экспертиза зерновых культур. (Болезни растений): Рекомендации / Под ред. С.С.Санина. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2002. - 140 с.

9. Пидопличко Н.М. Грибы-паразиты культурных растений. - Киев: Наукова думка, 1977. - Т.т. 1 и 2. - 295 с. и 297 с.

Размещено на Allbest.ru