Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Влияние ходовых систем сельскохозяйственной техники на почву 9
1.2. Влияние уплотнения на изменение агрофизических свойств почвы и формирование корневой системы растений 15
1.3. Динамика биологической активности почвы под влиянием уплотнения и средств химизации 23
1.4. Влияние механического уплотнения почвы и минеральных удобрений на урожайность полевых культур 30
1.5. Мероприятия по снижению уплотняющего воздействия ходовых систем МТА на почву 34
2. Условия и методы проведения исследований 43
2.1. Особенности метеорологических условий в годы проведения опытов 43
2.2. Почвенная характеристика опытного участка 47
2.3. Схема опыта 50
2.4. Методика полевых и лабораторных исследований 52
3. Формирование корневой системы ячменя в зависимости от плотности сложения серой лесной почвы 55
3.1. Изменение плотности сложения серой лесной почвы в зависимости от степени уплотнения 55
3.2. Изменение массы и глубины проникновения корневой системы при уплотнении почвы и применении минеральных удобрений 58
4. Изменение содержания нитратной и аммиачной форм азота в зависимости от плотности сложения серой лесной почвы и применения средств химизации 63
4.1. Изменение содержания нитратного азота 63
4.2. Изменение содержания аммиачного азота 69
5. Влияние плотности сложения, минеральных удобрений и средств защиты растений на биологические свойства серой лесной почвы 75
5.1. Целлюлозолитическая активность 75
5.2. Интенсивность выделения почвой диоксида углерода 80
6. Влияние механического уплотнения серой лесной почвы, минеральных удобрений и средств защиты растений на урожайность, качество, химический состав зерна 91
6.1. Урожайность ячменя 91
6.2. Отдельные показатели качества зерна ячменя 97
6.3. Химический состав зерна ячменя 102
6.4. Элементы структуры урожая ячменя 108
7. Экономическая эффективность возделывания ячменя при различной плотности сложения почвы 111
Выводы 114
Рекомендации производству 117
Список использованных источников 118
- Влияние уплотнения на изменение агрофизических свойств почвы и формирование корневой системы растений
- Почвенная характеристика опытного участка
- Изменение массы и глубины проникновения корневой системы при уплотнении почвы и применении минеральных удобрений
- Изменение содержания аммиачного азота
Введение к работе
Одним из условий получения высокой урожайности сельскохозяйственных культур является не только применение средств химизации, среди которых лидирующую роль занимают минеральные удобрения, но и правильное и рациональное использование сельскохозяйственной техники.
В условиях интенсификации сельскохозяйственного производства одним из определяющих требований к почвообрабатывающей технике является повышение ее производительности. Сокращение затрат на единицу площади обусловливает необходимость использования тяжелой энергонасыщенной техники, которая за один проход способна выполнять большое количество операций. Повышение же ее производительности не только приводит к росту ее массы, но и увеличивает механическое воздействие ходовых систем на почву, что может привести к труднообратимым изменениям почвенных характеристик и другим негативным последствиям.
Проблемой уплотнения почвы движителями сельскохозяйственных машин занимались многие исследователи как в нашей стране (И.Б. Ревут, 1971; В.Н. Шептухов, 1979; А.И. Пупонин, Н.С. Матюк, 1980; В.В. Медведев, 1984; А.Г. Бондарев, 1985; П.М. Сапожников, 1986; В.А. Русанов, 1994), так и за рубежом (Е.Р. Adams, 1960; G.D. Brill, 1961; W.R. Gill, 1971; Z.Y. Murel, 1984). Разработаны временные рекомендации, предложены конструкторские решения, способствующие уменьшению отрицательного воздействия ходовых систем сельскохозяйственной техники на почву.
Однако большинство вопросов, связанных с переуплотнением почв, изучено недостаточно. Поэтому, учитывая весьма высокий экономический эффект, получаемый при решении экологической проблемы воздействия движителей на почву, можно утверждать, что работы, проводимые в этом направлении, являются актуальными и приоритетными, имеющими огромное теоретическое и практическое значение для всего мирового сообщества.
Цель и задачи исследований. Основной целью наших исследований
явилось изучение вопросов о влиянии механического уплотнения на свойства
серой лесной почвы, эффективности применения минеральных удобрений и
средств защиты растений в условиях лесостепи юга Нечерноземной зоны.
Программа исследований включала следующие задачи:
установить закономерности изменения агрофизических и агрохимических свойств почвы с увеличением техногенной нагрузки;
определить влияние механического уплотнения и минеральных удобрений на изменение массы и глубины проникновения корневой системы;
проанализировать изменение содержания аммиачной и нитратной форм азота при увеличении плотности почвы и применении минеральных удобрений и средств защиты растений;
выявить влияние механического уплотнения и применения средств химизации на целлюлозолитическую активность и интенсивность выделения диоксида углерода почвой;
дать оценку влияния минеральных удобрений, средств защиты растений и их комплексного применения на урожайность, качество, химический состав и элементы структуры урожая ячменя при различной плотности сложения серой лесной почвы.
Научная новизна. Впервые в условиях Республики Мордовия на серой лесной почве проводились исследования по изучению закономерностей изменения свойств почвы под воздействием тяжелой техники.
Сформулированы и обоснованы общие принципы изменения агрофизических и биологических свойств почвы под воздействием ходовых систем тяжелой энергонасыщенной техники.
Установлены закономерности изменения качественных параметров и элементов структуры урожая на серой лесной почве под влиянием сельскохозяйственной техники, применения удобрений и комплекса средств защиты растений.
Определены оптимальные дозы минеральных удобрений при применении тяжелой энергонасыщенной техники, предложены направления (агротехнические, биологические, организационные, инженерно-технические) по снижению отрицательного воздействия ходовых систем современной сельскохозяйственной техники на почву.
Дана экономическая оценка возделывания ярового ячменя при различной плотности сложения серой лесной почвы.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Основные результаты исследований будут внедрены в производство растениеводческой продукции и использованы при разработке интенсивных технологий (технологических схем) и усовершенствовании существующих технологий возделывания сельскохозяйственных культур с учетом использования тяжелой энергонасыщенной техники на серой лесной почве в условиях РМ.
Выявленные закономерности позволят на научной основе своевременно предупреждать возникновение техногенной деградации почв республики, что позволит предотвратить негативное влияние чрезмерного механического уплотнения почв на их основные агропроизводственные свойства, повысить эффективность применения удобрений и средств защиты растений, увеличить продуктивность сельскохозяйственных культур и улучшить их качественные показатели, прогнозировать степень уплотнения и разуплотнения почвы во времени и роли химизации в этих процессах, а также установить оптимальные параметры плотности сложения пахотного слоя почвы при возделывании сельскохозяйственных культур.
Помимо сельскохозяйственных предприятий РМ данная работа может быть успешно внедрена и в соседствующих с республикой регионах, имеющих аналогичные (сходные по генезису) почвенные разновидности.
Материалы исследований планируется использовать в учебном процессе при проведении занятий по курсам «Агрохимия», «Земледелие», «Эрозия почв и рекультивация земель», «Баланс питательных веществ в земледелии» со
7 студентами специальностей «Агрономия», «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» Аграрного института ГОУВПО «Мордовский госуниверситет им. Н. П. Огарева».
На защиту выносятся следующие основные положения:
закономерности изменения агрофизических, агрохимических и биологических показателей плодородия серых лесных почв с увеличением техногенной нагрузки и применением средств химизации;
изменение массы и глубины проникновения корневой системы в процессе использования ходовых систем тяжелой сельскохозяйственной техники и применения средств химизации;
- обоснование влияния ходовых систем тяжелой энергонасыщенной
техники, минеральных удобрений, средств защиты растений и их комплексного
применения на урожайность, качество и элементы структуры урожая ячменя
при различной плотности сложения серой лесной почвы, а также их экономиче
ская оценка.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на заседании кафедры агрохимии и почвоведения ГОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» (Саранск 2003-2005); на региональной научной конференции «Молодые ученые - агропромышленному комплексу» (Казань, 2004); на научной конференции «XXXIII Огаревские чтения (естественные и технические науки)» (Саранск, 2005); на II Международной межвузовской научно-практической конференции «Актуальные проблемы сельскохозяйственной науки и образования» (Самара, 2005); на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2005); на X научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Мордовского университета (Саранск, 2005).
Публикация результатов исследований. По материалам исследований опубликовано пять научных статей.
*
8 Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 283 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, рекомендаций производству, включает 38 таблиц, 10 рисунков, 134 приложения. Список использованных источников содержит 190 наименований, в том числе 15 - на иностранных языках.
Автор искренне признателен научному руководителю, заслуженному работнику высшей школы Республики Мордовия, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Ахметову Ш.И. за научное руководство, ценные замечания, практические советы и предоставление благоприятных возможностей в выполнении настоящей работы.
Особая благодарность профессорам кафедры агрохимии и почвоведения Ивойлову А.В., Додонову И.А. и доценту кафедры технологии производства и переработки продукции растениеводства Тостаевой А.Г. за внимание к работе и консультации по широкому кругу вопросов; коллективу кафедры агрохимии и почвоведения Аграрного института МГУ им. Н.П. Огарева, сотрудникам Испытательной лаборатории качества биологических объектов, специалистам ГУП РМ «Племзавод «Левжинский» за большую практическую помощь в проведении экспериментальных работ.
Влияние уплотнения на изменение агрофизических свойств почвы и формирование корневой системы растений
Физические свойства и режимы почв являются важными условиями проявления почвенного плодородия. Поэтому проблема оптимизации физических условий плодородия является актуальной. Актуальность проблемы возрастает в связи с усиливающейся антропогенной нагрузкой на почвы, ведущей к их дегумификации, дезагрегации, переуплотнению, т.е. к физической деградации (А.Г. Бондарев, 1994).
По данным И.С. Рабочева, П.У. Бахтина, А.Г. Бондарева (1983), под воздействием ходовых систем сельскохозяйственной техники существенно ухудшаются основные физические и технологические свойства пахотного и подпа-хотного слоев, снижается плодородие, повышается на 0,1 - 0,3 г/см плотность почвы, в 3 - 5 раз - твердость; уменьшается на 10 - 20 % содержание агрономически ценных агрегатов, сокращается в 1,5 раза степень крошения, увеличивается сопротивление вспашке, что ведет к росту затрат горючего (Е.П. Панов, С.К. Старикова, 1989).
Исследованиями А.Г. Бондарева, П.М. Сапожникова, В.Ф. Уткаева, В.Н. Щепотьева (1988) на серых лесных почвах показано, что содержание агрегатов 10 мм на уплотненных техникой вариантах опыта было в 2 - 3 раза выше, чем на контроле, при этом пористость агрегатов уменьшается на 4 - 9 %. Увеличение количества крупных агрегатов при воздействии техники на влажную почву и уменьшение их содержания при воздействии на сухую, снижение содержания пор в агрегатах отмечают многие исследователи (J. Hakansson, W.B. Voorhees, Н. Riley, 1988; Н.М. Taylor, 1989).
Результаты исследований, проведенные А.Г. Бондаревым, В.А. Русановым, А.Я. Поляком (1985) на дерново-подзолистых почвах с недостаточно благоприятными исходными свойствами, подтверждают, что по следам тракторов плотность сложения почвы повышается на 0,1 - 0,3 г/см , достигая 1,35 -1,55 г/см3, что значительно превышает оптимальное ее значение. Серые лесные тяжелосуглинистые почвы уплотняются под влиянием движителей сельскохозяйственной техники так же, как и дерново-подзолистые.
По данным В.В. Медведева (1988), на целине или залежи агрофизические свойства черноземов характеризуются устойчивыми во времени парамет-рами равновесной плотности сложения (1,06 - 1,18 г/см ), содержанием структурных агрегатов агрономически ценного размера (от 10 до 0,25 мм), близким к 80 % при их водоустойчивости около 53 %, механической прочности 80 % и пористости 42 %. В результате воздействия тракторов при обычной технологии возделывания сельскохозяйственных культур (2-4 прохода по одному следу) в колее до глубины 20-30 см плотность достигает верхнего предела оптимального уплотнения для большинства сельскохозяйственных культур - 1,30 -1,40 г/см3 (в среднем возрастает на 0,18 г/см3 по сравнению с неуплотненной почвой), содержание воздуха - 15 % (ниже почти в 2 раза), твердость достигает 1,96 МПа и выше (возрастает в 3 - 4 раза), водопроницаемость уменьшается до 10-15 мм/ч (в 3 - 5 раз).
Для почв суглинистого и глинистого гранулометрического состава оптимальное структурное состояние складывается при 70 - 80 % агрономически ценных механически прочных агрегатов размером от 0,25 до 10 мм и 40 -60 % пористых (40 - 42 %) водопрочных агрегатов 0,25 мм (А.Г. Бондарев, 1985; А.Г. Бондарев и др., 1986; А.Г. Бондарев, 1988; А.Г. Бондарев и др., 1988; И.В. Кузнецова, 1979). Оптимальное структурное состояние почв обеспечивает устойчивость создаваемого обработкой сложения почв во времени, повышает устойчивость их к уплотнению сельскохозяйственной техникой, к водной и ветровой эрозии.
По данным И.Б. Ревута (1972), в процессе уплотнения почвы уменьшается не только общий объем пор, но и их размер. Это особенно важно, так как корневые волоски не могут расти, если поры по размеру меньше 10 мкм, а поры менее 3 мкм уже недоступны микроорганизмам.
П.М. Сапожников и Е.Б. Скворцова (1986) подчеркивали, что при уплотнении почв образуется глыбистая малопористая структура, снижается объем пор диаметром 3 мкм, увеличивается степень анизотропности порового пространства и количество горизонтально ориентированных пор, т. е. меняется не только объем, но и ориентация пор.
Уплотненная почва плохо впитывает и фильтрует влагу, что способствует усиленному поверхностному стоку и смыву почвы. В итоге снижается обеспеченность растений влагой и пищей. Таким образом, создаются условия для усиления действия засухи. По данным И.П. Демченко, Е.В. Полуэктова (1983), при увеличении объемной массы с 0,95 г/см на зяби до 1,11 г/см под озимой пшеницей и многолетними травами, впитывание влаги в почву проходило в 2-19 раз медленнее. Водопроницаемость при этом составила соответственно 1,34 - 2,56 мм/мин против 0,13 - 0,67 мм/мин.
Однако еще более сильное снижение водопроницаемости отмечается при уплотняющем воздействии техники на почву. По данным В.И. Румянцева, Р.А. Салихова (1986), при увеличении объемной массы слоя 0 - 20 см дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы после трехкратного прохода трактора Т-150К на 0,19 г/см водопроницаемость снизилась в 16 раз. В результате формируется поверхностный сток, и значительно снижаются запасы влаги в почве. При этом в период достаточного количества осадков испарение из плотной почвы выше, чем из неуплотненной на 0,5 - 1,0 мм/сут. (М.А. Шипилов, 1983).
Наблюдения Ж.С. Тулеубаева (1990) показали, что водопроницаемость темно-каштановой почвы, обработанной трактором К-701, составила: с поверхности 1,28, с глубины 20 см - 0,52, с глубины 40 см - 0,16 мм/мин, а при обработке трактором ДТ-75 соответственно 1,68, 0,90, 0,26 мм/мин.
Почвенная характеристика опытного участка
Серые лесные почвы по совокупности морфологических признаков и свойств занимают переходное положение от дерново-подзолистых почв южнотаежной подзоны к черноземным почвам лесостепи. В Республике Мордовия серые лесные почвы составляют 608,7 тыс. га (37,3 %) от всей площади пашни.
Рельеф территории племзавода «Левжинский» полого-холмистый, изредка изрезанный оврагами и балками. Южная и восточная части относительно более выровненные. Глубина местного базиса эрозии 94 м, средняя крутизна склонов на пашне 1,5. Почва опытного участка - серая лесная. Почвообразующей и подстилающей породой является покровная бескарбонатная глина. Почва имеет тяжелосуглинистый гранулометрический состав, обусловлен тем, что содержание физической глины в пахотном слое почвы составляет 56,70 % (табл. 2).
Мощность гумусового горизонта - 20 - 25 см. Пахотный слой сильно выпахан, имеет серую окраску. Главная морфологическая особенность серых лесных почв - заметное разделение гумусового слоя на два горизонта: гумусовый горизонт Ai - верхняя, наиболее гумусированная часть и переходный горизонт A]A2 (нижняя часть) или гумусово-оподзоленный, прокрашенный гумусом и имеющий одновременно признаки оподзоливания в виде кремнеземистой присыпки.
Горизонт АіАг (мощностью 5 - 10 см) сменяется переходным горизонтом А2В (мощностью 10-15 см) ореховато-плитчатой структуры с обильной кремнеземистой присыпкой. Постепенно переходит в уплотненный иллювиальный горизонт В с ореховато-призматической структурой, по граням которой имеются гумусовые примазки и лакировка, а также кремнеземистая присыпка. Горизонт В постепенно на глубине 120 - 140 см переходит в материнскую породу С.
Агрохимический анализ образцов почвенного разреза, отобранных перед началом проведения опытов (табл. 3) показал, что содержание гумуса в пахотном слое составляет 4,1 %. Довольно резкое снижение гумуса в подпахотном слое обусловливает ограничение максимальной глубины обработки почвы до 20 - 25 см. Почва отличается пониженной насыщенностью основаниями. В пахотном слое она достигает 78,2 % и с увеличением глубины возрастает. Гидролитическая кислотность в корнеобитаемом слое (0-35 см) находится в интервале 5,3-5,7 мг/экв. на 100 г почвы.
Если судить об обеспеченности почвы подвижным фосфором, то почва слабо обеспечена им. Содержание его колеблется от 1,25 до 6,5 мг на 100 г почвы. Подтип серых лесных почв характеризуется средним содержанием обменного калия.
Агрохимические анализы серой лесной почвы выполнены в Межкафедральной научной лаборатории специальности «Агрономия» Аграрного института. Плотность сложения пахотного слоя равна 1,13 г/см (табл. 4). Вниз по почвенному профилю она увеличивается и достигает своего максимального значения (1,43 г/см ) на глубине 90 - 100 см.
Почва характеризуется высокой плотностью уплотненных иллювиальных горизонтов. Исследуемая почва отличается относительно высокой порис 50 тостью. Общая пористость изменяется от 58,7 - 49,2 % в верхних горизонтах до 45,0 - 41,8 % в иллювиальных и породе.
Содержание пор в пахотном слое составляет 55,1 %. В целом по профилю почвы общая пористость варьирует в пределах от 41,8 до 58,7 %. Исследуемая почва является типичным представителем юга Лесостепной зоны с относительно высокой степенью окультуренности.
Растительность. По характеру растительности район относится к центральной лесостепной зоне, где наиболее растительный покров в настоящее время сохранился в пойме реки Левжа и по днищам оврагов и балок. Растительность на данной территории землепользования представлена луговой и культурной.
Луговая растительность представлена тимофеевкой луговой, осокой, мятликом, подорожником большим. В наиболее сухих местах луговая растительность изрежена и быстро высыхает. Из сорной растительности на полях можно встретить: вьюнок полевой {Convolvulus arvensis L.), осот полевой {Sonchus arvensis L.), пырей ползучий {Elytrigia repens (L.) Nevski), молочай Вальдштейна {Euphorbia waldsteinii (Sojak) Czer), хвощ полевой {Equisetum arvense L.), василек синий {Centaurea cyanus L.), щирица запрокинутая {Amaranthus retroflexus L.) и др.
Схема многофакторного опыта разработана кафедрой агрохимии и почвоведения Аграрного института ГОУВПО «МГУ им. Н. П. Огарева» (Ш.И. Ахметов, И.А. Додонов, А.Ю. Осичкин) в 1996 году, которая позволяет на основе моделирования процесса длительного воздействия ходовых систем современных тракторов на почву установить закономерности изменения агрофизических и биологических показателей ее плодородия, а также допустимые уровни отрицательного воздействия тракторов на почву и урожайность сель 51 скохозяйственных культур. Важной особенностью этих опытов является возможность их дальнейшего совершенствования путем наложения новых факторов (приемы разуплотнения, последействие длительных деформаций) на созданный в предшествующие годы экспериментальный фон.
Опыт трехфакторный в трехкратной повторности. Высеваемая культура -ячмень (сорт Зазерский 85). Первый фактор - уплотнение имел пять вариантов: 1-й - без уплотнения (контроль); 2-й - однократное уплотнение; 3-й - двукратное; 4-й — трехкратное; 5-й - четырехкратное. Уплотнение создавали трактором Т-150К осенью по пашне. Второй фактор - минеральные удобрения изучался в пяти вариантах: 1-й - без удобрений (контроль); 2-й - N30P30K30 (низкий уровень минеральных удобрений); 3-й - Ы60РбоКбо (умеренный); 4-й - N90P90K90 (повышенный); 5-й - N120P120K120 (высокий). В качестве удобрения применяли азофоску (марка N15P15K15). Вся доза минеральных удобрений вносилась осенью под основную обработку почвы. Третий фактор - средства защиты растений (СЗР) имел два варианта: 1-й - без средств защиты (контроль); 2-й - комплекс средств защиты растений, применявшийся (прил. 1) с учетом порога вредоносности и биологии культуры.
Изменение массы и глубины проникновения корневой системы при уплотнении почвы и применении минеральных удобрений
Первичным показателем физического состояния почв являются их сложение, которое характеризуется такой величиной как плотность почвы (И.Б. Ревут, 1972).
Почвы с уплотненным слоем сформированы задолго до их сельскохозяйственного использования в земледелии, однако повсеместное распространение процессов уплотнения пахотного и подпахотного слоев произошло путем применения колесных тракторов (А.Г. Бондарев, 1984).
Изменение плотности почвы в течение вегетации зависит от многих факторов: от типа почв, погодных условий, приемов обработки, доз удобрений, но главным в последнее время считается использование тяжелой энергонасыщенной техники.
Еще в тридцатые годы А.Г. Дояренко (1926, 1963) писал, что плотность почвы является объектом нашего технического воздействия и легко изменяется обработкой. Однако каждая культура предъявляет свои определенные требования к плотности почвы. По данным М.М. Крючкова (2001), серая лесная тяжелосуглинистая почва при плотности свыше 1,29 г/см приобретает неблагоприятный водно-воздушный режим для большинства возделываемых культур.
Для серых лесных тяжелосуглинистых почв В.И. Перегудов (1970), С.А. Наумов (1967), Я.В. Костин (1982), СМ. Ермаков (1988) разработали оптимальные показатели плотности для зерновых колосовых культур в пределах 1,2-1,3 г/см3. Нашими исследованиями было установлено, что под воздействием ходовых систем тяжелых тракторов типа Т-150К в условиях юга Нечерноземной зоны России происходит изменение плотности сложения серой лесной тяжелосуглинистой почвы (табл. 5).
Если перед закладкой опыта плотность почвы в слое 0 - 10 см на кон-трольном варианте составила 1,11 г/см , то ее определение сразу после укатывания показало, что при однократном проходе трактора Т-150К по полю она возрастала на 0,20 г/см , двукратном - на 0,24, трехкратном - на 0,27, четырех-кратном - на 0,29 г/см . Уплотняющее воздействие распространялось на глубину до 1 м, а при суммарном многократном воздействии движителей на почву происходит накопление уплотнения в пахотном и подпахотных слоях.
Достоверное изменение плотности почвы в зависимости от числа проходов трактора Т-150К в начале вегетации ячменя (табл. 6) происходило до глубины 70 см (прил. 26).
Наибольшая деформация почвы по колее трактора отмечена после первого прохода. Так, коэффициент относительного уплотнения почвы в слое 0 - 10 см после первого прохода трактора увеличился на 0,13. От повторного прохода тракторов коэффициент соотношения уплотнения увеличился только на 0,03 - 0,06.
Если сравнивать плотность сложения серой лесной почвы в начале вегетации ячменя с плотностью почвы сразу же после закладки опыта можно сказать, что произошло некоторое разуплотнение почвы. Так, в пахотном горизонте (0 - 30 см) плотность почвы уменьшилась на 0,03; 0,09; 0,10; 0,10; 0,09 г/см3 на вариантах без уплотнения и при одно-, двух-, трех- и четырехкратном уплотнении соответственно. Разуплотнение происходило и в нижележащих горизонтах - до глубины 80 см, но оно было незначительным. Изменение плотности в нижележащих горизонтах математически не достоверно.
При отборе образцов в конце вегетации культуры (табл. 6) произошло увеличение плотности почвы на варианте без уплотнения (контроль) в слое 0 - 30 см на 0,03 г/см (с 1,17 до 1,20 г/см ). Уплотнение почвы происходило до глубины 60 см. На вариантах с уплотнением в течение процесса вегетации на-блюдалось разуплотнение пахотного горизонта на 0,04; 0,06; 0,05; 0,06 г/см при одно-, двух-, трех- и четырехкратном уплотнении соответственно.
Плотность почвы за вегетацию в слое 0 - 30 см в среднем за три года была наименьшей на неуплотненной почве, при однократном уплотнении она находилась в пределах оптимальных значений, которые для полевых культур на серых лесных тяжелосуглинистых почвах составляют 1,10-1,25 г/см .
Изменение содержания аммиачного азота
Целлюлозолитическая активность почвы является одним из основных показателей ее биологической активности, а, следовательно, и плодородия. Она свидетельствует о напряженности биологических процессов в почве. Важность ее изучения определяется тем, что солома и корневые остатки после разложения играют важную роль в гумусовом балансе почв, а также являются источниками фосфора, калия и других элементов.
В исследованиях А.П. Щербакова, А.Г. Дудкиной (1975) установлено, что удобрения положительно влияют на жизнедеятельность целлюлозоразла-гающих микроорганизмов. В целом, констатирует автор, внесение удобрений в дозах N135P180K135 на выщелоченном черноземе оказывает стимулирующее действие на биогенность почвы. Улучшение уровня минерального питания положительно сказывается на развитии грибов, актиномицетов и целлюлозоразлагающей микрофлоры.
На повышение целлюлозоразрушающей активности почвы при внесении минеральных удобрений указывали и другие авторы (A.M. Афанасьева, B.C. Ге-рус, 1964; Н.М. Бабак, Л.М. Пресман, 1964).
Другие исследователи пришли к иным результатам. Е.Н Мишустин, А.Н. Петрова (1963), допускают, что длительное применение физиологически кислых удобрений, снижающих рН почвы, может существенно депрессировать деятельность микроорганизмов.
Н.А. Евдокимова (1974) установила, что длительное систематическое применение физиологически кислых удобрений вызывает лишь незначительное угнетение биологической деятельности
Поэтому исследования в области целлюлозоразрушающей способности особенно важны при исследовании почв, находящихся в сельскохозяйственном использовании.
Результаты исследований по изучению влияния механического уплотнения, применения минеральных удобрений и средств защиты растений на цел-люлозолитическую активность почвы представлены в таблице 20.
В условиях 2003 года создались благоприятные условия для роста и развития ячменя. Это ни могло не сказаться на протекании микробиологических процессов в почве. Наиболее интенсивное разложение целлюлозы наблюдалось на неуплотненном участке. Это вполне закономерно, так как плотность сложения пахотного горизонта была близка к равновесной, аэрация - оптимальной, следовательно, условия для жизнедеятельности целлюлозоразрушающих микроорганизмов здесь были наилучшими. По мере увеличения числа проездов трактора по следу увеличивалась плотность сложения (на 0,08 г/см ), а активность микробного сообщества снижалась.
Так, максимальное количество разложившейся клетчатки в слое почвы 0 - 25 см было зафиксировано на вариантах без уплотнения и с однократным механическим воздействием на почву и составило 51 и 52 % соответственно. С увеличением техногенной нагрузки на почву степень разложения целлюлозы уменьшилась примерно в 2 раза, составив 26 % на варианте с четырехкратным уплотнением.
Минеральные удобрения, как и увеличение плотности сложения почвы, оказали угнетающее воздействие на целлюлозоразрушающие организмы. Возможно, это связано с подкислением почвенного раствора при их внесении. Так, на контрольном варианте (без удобрений, механического уплотнения и средств защиты растений) количество разложившейся клетчатки составило 51 %, на варианте с применением низкой дозы оно уменьшилось до 50 %, при внесении умеренной, повышенной и высокой доз до 48, 45 и 41 % соответственно. Аналогичная зависимость отмечалась на всех вариантах с уплотнением. Средства защиты растений существенного влияния на целлюлозоразлагающую активность серой лесной почвы не оказали. При максимальном уровне воздействия на почву (четырехкратное уплотнение с применением высокой дозы со средствами защиты растений) процент разложившейся клетчатки составил всего лишь 14 %.
Вегетационный период ячменя в 2004 году был более прохладным и влажным. Это обстоятельство способствовало тому, что количество разложившейся целлюлозы уменьшилось по сравнению с предыдущим годом, хотя существующая закономерность сохранилась.
