В статье представлены результаты исследования показателей плодородия выщелоченного чернозёма при обработке пожнивных остатков соломы препаратом «Байкал ЭМ 1» и последующей их заделкой в почву. Изучена взаимосвязь показателей плодородия почвы, коэффициента минерализации органического вещества. Результаты позволяют утверждать, что внесение соломы имеет важное значение в регулировании баланса органического вещества почвы и численности почвенной микробиоты.
Ключевые слова: почвенная микробиота, плодородие почвы, минерализация и гумификация органических веществ в почве, ферментативная активность.
Известно что почвенная микробиота принимает участие в процессах минерализации и гумификации органических веществ в почве. Процесс гумусообразования зависит от условий увлажнения, воздушного и теплового режимов, состава растительных остатков и жизнедеятельности микроорганизмов. В аэробных условиях при достаточном увлажнении органические остатки интенсивно разлагаются и образуют гумусовые вещества.
Для изучения некоторых биологических характеристик чернозёма выщелоченного нами был заложен микроделяночный опыт, схема которого содержала варианты:
1-фон, 2-фон +ячмень, 3- Ячмень, обработанный микроорганизмами (м.о.)+ балансовая доза NPK, 4- фон+солома, 5- Ячмень +солома, обработанная м.о.+ балансовая доза NPK+ 3 обработки м.о. по вегетации. В качестве фона использовалась почва, обработанная по типу пара. Перед заделкой соломы в почву осенью ее обрабатывали микроорганизмами препарата Байкал ЭМ 1 из расчета 300 л/га рабочего раствора. Семена обрабатывали микроорганизмами в количестве 10 л/т, при норме высева 500 шт/м2. При оценке показателей биологического состояния почвы определяли ферментативную активность гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов[1].
Микробиоту, использующую органические формы азота, выращивали на МПА (мясопептонном агаре), а использующую минеральный азот – на крахмало-аммиачном агаре-КАА.
Повышенная активность фосфатазы наблюдалась до всходов, в фазе кущения и после уборки на делянках с внесением соломы (вар.4 и 5) (табл.1). По сравнению с контрольным вариантом её активность в варианте 4 увеличилась в 12 раз, а в фазе кущения и послеуборочной – в 1,3-1,5 раза. Содержание гумуса увеличилась только на варианте 5 – после уборки ячменя. На этих же вариантах была обнаружена высокая численность аммонифицирующих бактерий, что свидетельствует о достаточном количестве доступных для них элементов питания (табл.2).
Таблица 1
Ферментативная активность почвы
|
Вариант |
фермент |
до всходов |
кущение |
трубкование |
После уборки |
|
1 |
фосфатаза |
1,0 |
6,1 |
2,2 |
1,8 |
|
инвертаза |
1,1 |
4,5 |
36,0 |
21,0 |
|
|
уреаза |
0 |
2,1 |
0 |
1,3 |
|
|
каталаза |
1,1 |
1,35 |
1,45 |
1,1 |
|
|
целлюлаза |
0,00 |
0,7 |
0,00 |
1,1 |
|
|
2 |
фосфатаза |
1,0 |
6,1 |
3,2 |
1,8 |
|
инвертаза |
1,1 |
9,0 |
22,5 |
36,0 |
|
|
уреаза |
1,1 |
3,2 |
0,3 |
1,6 |
|
|
каталаза |
1,2 |
1,4 |
1,8 |
1,7 |
|
|
целлюлаза |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
|
|
3 |
фосфатаза |
2,0 |
6,9 |
3,6 |
2,7 |
|
инвертаза |
0,00 |
2,4 |
30,0 |
39,0 |
|
|
уреаза |
0,8 |
1,8 |
1,6 |
1,5 |
|
|
каталаза |
1,3 |
1,6 |
1,9 |
1,5 |
|
|
целлюлаза |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
|
|
4 |
фосфатаза |
12,0 |
8,3 |
2,3 |
2,7 |
|
инвертаза |
0,00 |
24,0 |
34,5 |
40,5 |
|
|
уреаза |
2,4 |
1,6 |
0,5 |
2,2 |
|
|
каталаза |
1,0 |
1,5 |
1,9 |
1,9 |
|
|
целлюлаза |
0 |
6,6 |
3,0 |
3,3 |
|
|
5 |
фосфатаза |
2,0 |
7,8 |
3,2 |
2,7 |
|
инвертаза |
0,00 |
12,0 |
16,5 |
48,0 |
|
|
уреаза |
2,6 |
2,7 |
1,6 |
2,5 |
|
|
каталаза |
1,4 |
1,4 |
1,5 |
2,5 |
|
|
целлюлаза |
0,00 |
2,1 |
0,00 |
3,2 |
Единицы активности ферментов: Уреаза - мг N-NH4 на 10г почвы за 24 час, Каталаза - мл 0,1М КMnO4 на1г почвы за 20 мин, Фосфатаза - мгР2О5 на 10г почвы в час, Инвертаза - мг глюкозы на1г почвы за 24 час. Целлюлаза – мг глюкозы / 10г абс.-сух. почвы за 120 часов
Таблица 2
Микробиологическая активность почвы (КОЕ*106) и урожайность ячменя (т/га)
|
фаза, |
до всходов |
кущение |
трубкование |
после уборки |
|||||||||||
|
вар |
МПА |
КАА |
КАА/ МПА |
гумус |
МПА |
КАА |
КАА/ МПА |
МПА |
КАА |
КАА/ МПА |
МПА |
КАА |
КАА/ МПА |
гумус |
урожайность |
|
1 |
13 |
7 |
0,5 |
3,65 |
9 |
11 |
1,24 |
7 |
2 |
0,29 |
7 |
14 |
2,0 |
3,67 |
- |
|
2 |
26 |
10 |
0,4 |
4,0 |
15 |
19 |
1,27 |
18 |
7 |
0,37 |
17 |
21 |
1,26 |
3,59 |
4,27 |
|
3 |
13 |
28 |
2,1 |
3,83 |
9 |
16 |
1,7 |
7 |
6 |
0,9 |
4 |
5 |
1,25 |
3,77 |
4,84 |
|
4 |
9 |
17 |
1,9 |
3,93 |
9 |
18 |
2,0 |
27 |
33 |
1,2 |
25 |
23 |
0,93 |
3,66 |
- |
|
5 |
44 |
60 |
1,3 |
3,8 |
18 |
11 |
0,6 |
12 |
14 |
1,2 |
9 |
4 |
0,44 |
4,11 |
4,89 |
Солома служит важным источником органического вещества. Изменение активности гидролитического фермента – инвертазы определяет уровень содержания органического вещества почвы [2-3]. Высокая активность фермента обнаружена на делянках с соломой. При этом, после уборки урожая её активность по сравнению с контрольным вариантом возросла более, чем в 4 раза, что коррелирует с содержанием гумуса в почве: 4,1% по сравнению с контрольным вариантом -3, 67%. Активность уреазы характеризует азотный обмен в почве. В фазе кущения на делянках с внесенной соломой (вар.4) её активность была ниже, чем на контрольных. Возможно, это связано широким соотношением в соломе С:N (75:1), при котором почвенной микробиоте не хватает доступного азота. После дополнительного внесения минерального удобрения – NPK (вар.5), активность уреазы возрастает на протяжении всех фаз роста ячменя. Активность каталазы незначительно изменяется на почвах разных вариантов в разные фазы роста ячменя. При внесении соломы возрастает активность целлюлазы, что свидетельствует о росте целлюлозоразлагающих бактерий.
Таким образом, внесение в чернозём выщелоченный соломы, обработанной микроорганизмами, и дополнительного азота в виде NPK привело к уменьшению коэффициента минерализации и формированию гумусовых веществ в послеуборочной стадии ячменя. Общая численность определяемой микробиоты на делянках с внесением соломы превышает их количество на других вариантах в фазы трубкования и послеуборочную. Полученные данные позволяет сделать вывод, что внесение соломы имеет важное значение в регулировании баланса органического вещества почвы, численности и активности почвенной микробиоты.
Литература:
- Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. М., Наука. 1976. 179 с.
- Селявкин С.Н.; Мараева О.Б. Лукин А.Л. Микробиологическая и ферментативная активность почв выщелоченного чернозёма .Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Современные тенденции в образовании и науке»28 ноября 2014, .ч.4. г. Тамбов 2014, С. 131-133.
- Селявкин С.Н.; Мараева О.Б. Лукин. Оценка биологического состояния почвы по микробиологической и ферментативной активности. Вестник ВГАУ, №2, 2015.С.36-39
