Введение к работе
Л&ЇЗдШ&$2ЬЛ$Ш- По существующей технология выращивания риса с применением ингенсизных систем обработки почвы» длительное систематическое применение высоких доз минеральных здобрений а отсутствие севооборотов в периодически затопляемых лугово-болог-ных почвах Кэыя-Ордянской облает стали; главными факторами сни-жени* запасов гумуса в. почва..
К настоящему времена в: этом, регионе не разработаны эффективные системы механической обработки почвы, которые бы обеспечивали, стабилизацию содеряания гумуса, а существующие-система ин~ тенсивнои обработка устарели и не обеспечивают-сохранения почвенного органического вещества, вследствие чего обеднекав почвы гумусом привело к катастрофическому показателю - ниже 1,(3..
В работе сделана попытка обосновать значение внесения растительных остатков и минимальной обработка почв.на сгабилзззпяа повышения' содераанйя гумуса в почве. Изучалась роль отдельных видов, микроорганизмов (преимущественно шкремацагов) "в разлоаании' гумусовых веществ.
Ц^^и^ЗЗЗЗЗ^ЗЗйШЗвэни!,. Целью настоящей работы было изучить влияние двух видов механической обработки, внесения растительных остатков на содержание гумуса и биологическую активность, а также исследовать процессы микробиологической трансформации гумусовых веществ чистыш культурами микроорганизмов, выделенных из лугово-болотных почв.
В связи с этим перед нами стояли следующие задачи:
I. Изучить влияние двух видов механической обработка и 5Н0СЄНИЯ органических остатков'на дивашку численности основ-гых физиологических групп микроорганизмов» ферментативную акгяз-
ность, содержание гумуса и коэффициенты гумификации растительных остатков.
2. Выделить из лугово-бологных почв чистые культуры микроорганизмов использующие гумусовые вещества как источник углерода, азота а энергии, а наиболее активные штаммы идентифицировать.
3* Снять ИК. А С-ШР-спекгры и определить элементный состав препаратов гумусовых веществ до и после их трансформации чистыми культурами микроорганизмов.
5iBE8S$LH8M3JS« Минимальная обработка почвы» повышая степень анаэробности почвы, по сравнению с существующими системами обработка, создает условия замедленного развития микроорганизмов с высокой'окислительной способностью» снижает темпы минерализации почвенного органического вещества и в итоге-оказывает стабилизирующее влияние на содержание гумуса в почве.
Внесение в почву лигнина и соломы способствует повышению коэффициента гут-яфикации.
Микрогшцагы активно разрушают гумусовые вещества почвы, что коррелирует с их физиологией аэробных микроорганизмов.
Спектры I3C-fiMP препаратов Тумановых кислот» подвергшихся микробной деструкции» свидетельствуют о полном или частичном разрушении ыпкроыицеташ аромаинеских колец гумусовых веществ.
-
Агротехнические мероприятия» способствующие созданию анаэробных или близких к анаэробиозу условий в почве, как например минимальная обработка, подавляют развитие аэробных микроорганизмов, сшисавг мшк окислительного разрушения ry?.jyea.
-
Окислительная трансформация гумусовых веществ идет в
аэробных условиях и осуществляется преимущественно грибами.
3. Грибы-деструкторы гумусовых веществ способны к глубокой деструкции этих соединений с разрушением ароматических колец, продукцией С>2 и %0«
Й25>и35ская-Де.щцуф» Результаты исследований обосновывает необходиглоегь иинимализации обработки почвы с целью стабилизации содеркания почвенного гумуса.
Важнейшим условием повышения гумусированносги почв* ее плодородия является использование органических удобрений. Таким об-разом.мокно рекомендовать для рисосеющих хозяйств гр?а Казахстана з целях стабилизации содержания гумуса минимальную обработку почв и вносить органические удобрения (лигнин, солому).
^п^обдЗИизй&тл. Результаты лабораторных и полевых опытов докладывались на конференции отделения биологических наук АН РК "Плодородие почв Казахстана" (Алма-Ата, 1991). на республиканской научной конференции "Экология и охрана почв 'засушливых территорий Казахстана . (Алма-Ата. 1991), на конференции молодых ученых КазГУ им.Аль-Шараби (Алма-Ата,.1992). на заседании секции "Экология микроорганизмов/ ИГО АН РК (Алма-Ата. 1992)
Дупликации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы.
$$>3№ЛЛ2РЗ&Ш&*$9$9№* Диссертационная работа изложена на 142 страницах, содержит 21 рисунок , 23 таблицы.Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследований, экспериментальной части, выводов и списка литературы, содержащего 211 наименований, из которых ieo отечественных и 51 иностранных.
Объектом исследований являются лугово-бологные гочзы Кзыл-
4 Ордвнской области. Полевой опыт заложен .на опытном участке Кзыв-Ординского Института сельского хозяйства КазСХА. Проводили следусцие обработки почв: в опытных вариантах (минимальная обработка) после зяблевой пахоты весной вносили фосфэрные удобрений* sareM провели перепашку эяби на глубину 8-Ю см.Почву обрабатывали боронами БДТ-2 для заделки фосфорного удобрения.К дисковым боровам прицепили легкие бороны "зиг-заг" для образования борозды на поверхности почвы, чтобы "при посеве ряса bv предварительно затопленную почву, семена не вымывались на краіі чека. После обработки участок затопили водой на Ї0.5не,лослє чего с чека сбрссили воду и посеяли рис. Рис сеяли вручную -замоченными в воде семенами.
3 контрольном варианте (обычная обработка) вябь перепахали на глубину 20-22 см и осуществили еще несколько операций (дискование, кзгкование, маловзние и- боронование). Здесь обработка почвы была максимальной (цринягая в настоящее время технология). Разрыв между началом обработки и затоплением 8 дней,сеяли рис сеялкой. Повгорносгь опытов трехкратная, в хю:чву вносили органические удобрения, из расчета г/га: лигнин - 10, рисовая солома - 6, корна люцерны - 4 и контроль - без знесення растительных остатков.
ПочвеЕЕые образцы для микробиологических и агрохимических анализов отбирали с пахотного горизонта (0-30 см),гри раза в течение вегетации риса. Биологический урожаи риса определяли по' снопам, собранных вручную в трех повторностях с каждое делянки. Для выявления оптимальных доз азотных удобрении, внесенных б почв?', обеспечивающие благоприятные условия для процессов гу-мусообразовакия был заложен лабораторный опыт. Варианты опыта: %о« Е90« Е12СЛд.в.) кг/га. Контроль - без азотных удобрений.
5 Внесла органические и растительные осгагкя: лагнин,рисовая солома, корни лвперны. Количество углерода растительных материалов. внесенных в лабораторном опыге во всех вариантах составляло -- 3,2 г С. Швгорность опыта - трехкратная. Образцы почвы для анализов отбирали через б месяцев.
Численность почвенных микроорганизмов определяли на жидких средах (Вчцева. Іильгая. Гетчинсона. Кувина,. Виноградского) методом предельных разведений с применением таблицы Мак-Креди.
Активность ферментов полифенолоксидазы[КФ І.Ю.З.і]и перок-сидазы[КФ І.ІІ. 1.7] определяли по методике» ошсанной Л.А.Каря-гиной, Н.А.Шхайловской (1986). Целлплазную|КФ 3.2.1.^активность определяли аппликационным методом, а прогеазную(КФ 3.4.4]- по разложению желатинового слоя фотобумаги.
Валовое содержание гумуса определяли фотокалоримегрическЕм методом на приборе СФ "Лот".
Для определения коэффициента гумификации применячи радио-индкациондай метод (методика разработана в ТСХА А.Д.$окиным, модификация ВНИИСШ)Я. Для этого исгользовали тотально меченую изотопом 1Х растительную массу.' Радиоизмеревия проводились на ПРИбОре " RAK-Betta" с жидкостным сцингилляционкым счетчиком фирмы "lkb "' (Швеция}.
Выделение активных культур микроорганизмов велось методом пассирования в жидких средах, где источником углерода, азота и энергии для микроорганизмов были гумусовые вещества (Солнцева, Е988).
х Эксперименты по определению коэффициента гумификация с применением метки 14с выполнены в лаборатории трансформации азота почвенными микроорганизмами в ВНШСХМ. Авгор выражает искреннею благодарность канд^бяол.наук Н.А.Туеву :за помощь а работе.
Активные культуры, участвующие в трансформации гумуса идентифицировали по определителям В.И.Билай (1988): Н.МЛйдоплич-ко (1977); H.Bamett (I960). Для достоверности идентификации культур их сравнивали с типовыми штаммами, подученными из ВКМ.
Гумусовые вещества извлекались из почвы 0,1 п раствором Наш .Раствор подкисляли 0,1 п раствором н2зо4 до рн - 1,0 для разделения ГК и Ж. Через сутки раствор центрифугировали на центрифуге J2-2I С "Векжаи" (США) при 8000 об/мин в течение 15 шнуг, при этом гуминовыз кислоты осаядались на дне ценгрифужной пробирки, в супернаганге - фульвокислогы. Полученные таким способом гумусовые препараты диализировались в целлофане против дистиллированной воды, пропускались через кагиониг марки К7-2-8 и высушивались на водяной бане при температуре не более 70С.
ЭлемеНГНЫЙ СОСТав определяли На приборе "CEH-Analyzer "
(ЧССР) работающим по. принципу газово-жидкосгного хроматографа. Масса анализируеггэго вещества 1.2-2,5 мг. * колонок Ю0С, длина колонки 130 см, диамэгр 3 мм, »с сжигания-950С. Сорбенг-Пара-пак.
*3С-ШР-СШКТрЫ фиксировали На приборе "Brucker її?-80 "
при частоте 20,155 МГц. В качестве внешнего стандарта использовали гексанетилдисилоксан (ЩЦ>).
ИК-спектры снимали на приборе " ин-20и в виде таблетка
^4, ИК~спекгры яденгифицировали по Д.С.Орлову (197-4, 1990), а спектры ядерного магнитного резонанса по Н.М.Сергееву (1931) и Б.И.Еоняну и др. CI983).