Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние изученности исследуемых вопросов (обзор литературы) 9
1.1. Биологические особенности сои 9
1.2. Сорта 11
1.3. Удобрения 20
1.4. Гидрофобизация 27
Выводы 32
ГЛАВА 2. Задачи работы, методика и условия проведения исследований 33
2.1. Цель и задачи исследовании 33
2.2. Методика исследований и схема опытов 33
2.3. Агроклиматические условия зоны проведения исследований 37
2.4.Агрохимические и водно-физические показатели почв опытного участка 45
ГЛАВА 3. Особенности пищевого режима почвы в посевах сои 49
3.1. Динамика нитратного и аммонийного азота 49
3.2. Динамика подвижного фосфора и обменного калия 54
Выводы 58
ГЛАВА 4. Биологические процессы почвы в зависимости от условий выращивания и сортотипа сои 60
4.1. Общая биологическая активность почвы 60
4.2. Формирование симбиотического аппарата сои 64
4.3. Азотфиксирующая способность растений 69
4.4 Динамика потребления элементов минерального питания посевами 74
Выводы
ГЛАВА 5. Фотосинтетическая деятельность посевов 80
5.1.Площадь ассимиляционной поверхности, динамика ее формирования и фотосинтетический потенциал 80
5.2.Чистая продуктивность фотосинтеза и динамика ее формирования 90
Выводы.: 93
ГЛАВА 6. Продуктивность различных сортов сои в зависимости от изучаемых факторов 95
6.1 Рост и развитие растений 95
6.2. Влияние условий выращивания на уролсайность различных сортов 101
6.3. Матрикаїьнаяразнокачественность семян сои 106
Выводы 114
ГЛАВА 7. Экономическая и энергетическая оценка возделывания сои в зависимости от изучаемых факторов 116
7.1. Энергетическая оценка возделывания сои 116
7.2. Экономическая эффективность возделывания сои 119
Выводы 122
Общие выводы: 123
Предложения производству 126
Список использованной литературы 127
Приложения 137
- Гидрофобизация
- Агроклиматические условия зоны проведения исследований
- Динамика подвижного фосфора и обменного калия
- Формирование симбиотического аппарата сои
Введение к работе
Актуальность проблемы. Важной проблемой, стоящей перед агропромышленным комплексом России, является расширение производства сои. Ин-терес к этой важнейшей белково-масличной культуре мирового земледелия обусловлен высококачественным составом ее зерна, содержащего, в зависимости от сорта и условий произрастания - 35-55% легкоусвояемого белка, 17-27% жира, до 30% углеводов, витамины и др. Благодаря богатому и разнообразному химическому составу, она широко используется как продовольственная, кормовая и техническая культура.
Велико агротехническое значение сои, прежде всего, как азотфиксирую-щей культуры. При инокуляции нитрагином (ризоторфином) в условиях оптимальной влажности она накапливает в почве значительное количество азота и поэтому является хорошим предшественником зерновых и других небобовых сельскохозяйственных культур. Обладая активной усваяюшей способностью корней, соя использует малодоступные и трудно растворимые для злаков минеральные соединения не только из пахотного, но из более глубоких слоев. Соя может также успешно использоваться и в качестве зеленого удобрения.
С 1991 по 1997 гг. происходило сокращение площади посевов сои в РФ с 664,05 до 404,48 тыс. га, или почти на 40%. Уменьшился и валовой сбор зерна с 662 до 280 тыс. т, или более чем в 2 раза. Этот негативный процесс был приостановлен лишь в 1998 г (33; 80).
В Северо-Кавказском регионе в 1995-1997 гг. также отмечалось сокращение ее посевов до 36-48 тыс. га по сравнению с 58-66 тыс. га в начале 90-х годов. Однако в 1998 г. площади посева здесь были резко увеличены и составили почти 100 тыс. га, или 22% общей площади ее посевов в стране (80).
Отсутствие рекомендаций по возделыванию сои в РСО - Алания также привели к существенному сокращению ее посевов. Так, если в 1982 г. посевная площадь ее в республике составляла 2000 га, в 1995 г.-700 га, а в 2002 г.-850 га.
-5 Одной из причин этого является отсутствие скороспелых сортов. Районированный в республике среднеспелый сорт Краснодарской селекции ВНИИМК-3895, не всегда устойчиво вызревает в лесостепной зоне. В последние годы ряд хозяйств испытывают и другие сорта Краснодарской селекции: Лань, Диана, Руно, а также сорта северного экотипа: Марева и Светлая, которые не отличаются стабильной продуктивностью в предгорных районах. Поэтому, подбор новых более приспособленных и скороспелых сортов и разработка их сортовой агротехники является актуальной задачей науки и производства.
Известно, что соя культура позднего срока сева. Оптимальная температура для прорастания семян 14-16° С, что для условий лесостепной зоны Северной Осетии совпадает с третьей декадой мая. В этой связи нами впервые была поставлена задача о возможности проведения более ранних посевов, путем обработки семян гидрофобной пленкой с введением в нее протравителя, микродоз удобрений (как макро, так и микро). Это дает возможность решить проблему вызревания любого сорта до наступления осенних заморозков, защитить всходы от болезней и вредителей при одновременном обеспечении элементами питания.
Цель и задачи исследований.
Цель исследований заключалась в изучении действия различных доз минеральных удобрений, гидрофобизации семян на особенности продукционного процесса перспективных сортов сои, величину и активность симбиотического аппарата с учетом энергетической и экономической эффективности, а также экологической безопасности.
Для реализации намеченной цели были поставлены следующие задачи:
- изучить динамику пищевого режима почвы (NO3, NH , Р2О5, К20);
- установить динамику формирования, величину и активность симбиотического аппарата сортов сои в зависимости от условий выращивания;
- выявить величину активного симбиотического потенциала за вегетацию;
- определить особенности формирования площади листьев различных сортов сои в зависимости от доз удобрений, гидрофобизации семян, а также динамику накопления сухого вещества, чистую продуктивность фотосинтеза и фотосинтетический потенциал посевов;
- установить общую биологическую активность почвы под различными сортами сои в зависимости от изучаемых вариантов;
- изучить влияние минеральных удобрений, гидрофобизации семян на рост и развитие сои, урожайность и качество получаемой продукции;
- дать экономическую и энергетическую оценку изучаемым вариантам;
- разработать и внедрить в производство рекомендации по совершенствованию технологии возделывания сои.
Научная новизна. Новизна работы заключается в том, что впервые в лесостепной зоне РСО -Алания:
- установлено влияние различного уровня минерального питания на динамику подвижных форм питательных веществ (азота, фосфора и калия);
- выявлена общая биологическая активность почв при выращивании сои;
- изучено формирование симбиотического аппарата и активность сим-биотической фиксации растений; " - установлена азотфиксирующая способность сои;
- изучена фотосинтетическая деятельность растений (площадь листьев, ФП и ЧПФ) и продуктивность различных сортов сои в зависимости от уровня минерального питания и гидрофобизации семян;
- определена энергетическая и экономическая оценка изучаемых сортов.
Исследования являются составной частью тематического плана НИР Горского государственного аграрного университета, номер государственной регистрации 01. 09. 80003166.
На защиту выносятся;
1. Результаты исследований по пищевому режиму почвы в зависимости от уровня минерального питания.
2. Основные направления биологических процессов почвы.
3. Азотфиксирующая способность сои.
4. Фотосинтетическая деятельность посевов сои в зависимости от гидро-фобизации семян и доз удобрений.
5. Рост, развитие и продуктивность различных сортов сои в зависимости от уровня минерального питания.
6. Эколого - энергетическая и экономическая оценка возделывания различных сортов сои в лесостепной зоне РСО - Алания.
Практическая значимость и реализация результатов.
Материалы исследований использованы при составлении рекомендаций по технологии возделывания сои в Северной Осетии: обоснована возможность возделывания перспективных сортов сои (Волна, Рассвет) в условиях лесостепной зоны РСО-Алания; нормы удобрений, предложенные в работе, позволяют балансировать использование минеральных и биологических форм азота растениями, выявить эффективность покрытия семян гидрофобной пленкой.
Разработанные агротехнические приемы (подбор сортов, гидрофобизация семян, применение различных норм удобрений) позволяют отобрать и реализовать скороспелые сорта сои с длиной вегетационного периода 115-120 дней, обеспечить ранние сроки сева (10-15 мая) и уборки (10-20-сентября) при этом обеспечивая прибавку урожая зерна при внесении Р45К45 на 3,6 ц/га, а при Р90К45 на 4,6 ц/га.
Результаты исследований внедрены на полях АКХ «Ногир» (на площади 22 га) и ОПХ «Михайловское» (на площади 2 га) и доказали возможность повышения продуктивности семян на 15,4-17,8% при снижении общих энергетических затрат (акты внедрения научно-исследовательской работы от 9.04.2003 г. и 21.04.2003 г.).
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на республиканской биологической конференции по итогам НИР за 1999 год (Владикавказ, 2000), региональной конференции молодых ученых «Биолого-эколбгические особенности ландшафтного земледелия в горах и предгорьях Северного Кавказа» (Владикавказ, 2000), 76-ой научно - практической конференции агрономического факультета Горского ГАУ «Резервы экологической стабилизации аграрного производства» (Владикавказ, 2000), на 1 Международной научной конференции «Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия» (Ставрополь, 2001), 76-ой научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов агрономического факультета, посвященной 80-летию доктора с.-х. наук, профессора, Заслуженного деятеля наук РФ, Г.Г. Джанаева (Владикавказ, 2001), IV Международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ. 2001), научно - технических советах СКНИИГПСХ (Владикавказ, 1999-2002 гг).
По материалам диссертации опубликовано 12 работ и получено положительное решение на изобретение (Способ предпосевной обработки семян сои. Заявка №2001127131/13 (028875) 05.01.2003 г.).
Место и годы проведения опытов. Работа выполнена в соответствии с планом аспирантской работы с 1999 по 2001 гг. включительно. Полевые исследования проводились на землях ОПХ «Михайловское» Пригородного района РСО - Алания.
Гидрофобизация
Протравливание семян давно стало одним из важнейших профилактических приемов в технологии интенсивного возделывания зерновых и других сельскохозяйственных культур, обеспечивая защиту на ранних этапах их развития от болезней и вредителей. Оно позволяет с одной стороны уничтожить имеющуюся на семени инфекцию, с другой стороны предохранить его от заразного начала, имеющегося в почве.
До последнего времени широко применялась обработка порошковидными препаратами - сухим способом или с увлажнением. Однако данные способы не гарантируют равномерного распределения протравителя на семена. Так, по данным токсилогической лаборатории Северо-Осетинской СТАЗР, в одних партиях семян был избыток протравителя (160%), что не могло сказаться на уровне защиты . Кроме того, семена, протравленные сухим способом, неудобны с санитарно-гигиенической точки зрения (32; 37).
Новым эффективным способом предпосевной обработки семян, лишенных тех неприятных свойств, которые присущи обработке порошковидными препаратами (осыпание, загрязнение окружающей среды пылевидными частицами) является пленочное покрытие. Гидрофобная пленка равномерно обволакивает семя, прочно удерживаясь на нем даже при тряске; семена не подвергаются плесневению даже при длительном нахождении в холодной почве. Благодаря тому, что гидрофобная пленка позволяет снизить отрицательное влияние низких почвенных температур, можно использовать для развития даже кратковременный дневной нагрев почвы (6; 7).
В состав пленки помимо пленкообразующего вещества могут входить различные добавки, фунгицид, инсектицид (для одновременной защиты от поч-вообитающих вредителей), а также элементы питания растений (например, микроэлементы). Как правило, микроэлементы предварительно растворяют в воде: в одной половине требуемого объема полимер, в другой - микроудобрения. Можно смешивать сразу несколько микроэлементов, но их общее количество не должно превышать 1 кг на 1 т семян (51; 88; 105; 107; 114).
Выбор протравителя должен быть дифференцированным в зависимости от культуры, репродукции семян, агроклиматических условий, состава микоце-ноза, и, наконец, программируемого урожая (2; 78; 79).
Помимо выбора протравителя для обеспечения качества обеззараживания очень важны свойства самого посевного материала. Он должен быть чистым по видам и сортам, обладать гарантированной высокой способностью к прорастанию и полевой всхожестью.
Положительно оценивая метод гидрофобизации семян, специалисты предупреждают, что использование его требует повышенной культуры земледелия, строгого соблюдения технологии обработки семян гидрофобизирующим раствором, подготовки почвы к посеву, правильного выбора срока посева, тщательного соблюдения глубины заделки семян, использование высокоурожайных сортов и гибридов. Очень важным резервом повышения эффективности метода является изыскание более надежных фунгицидов и инсектицидов, входящих в состав гидрофобизирующего раствора, в особенности системно действующих для более эффективной защиты семян и всходов от вредной почвенной микрофлоры (81).
В нашей республике гидрофобизированные семена кукурузы впервые были высеяны в 1981 г. на полях ОПХ «Михайловское». Было установлено, что в вариантах с гидрофобизацией всхожесть семян, а в связи с этим и густота стояния были на 3-10% выше, чем в контроле. Существенной разницы в высоте растений в контрольном и опытном варианте не наблюдалось, однако растения, полученные из гидрофобизированных семян, особенно в первые фазы развития кукурузы, были мощнее, тем же отличалась и корневая система. Кроме того, способ обработки семян гидробофной пленкой позволил в достаточной степени защитить семена от поражения грибными болезнями. Процент пораженных семян на участке гидрофобизации был в 3-4 раза меньше, чем в контроле. Было выявлено, что гидрофобизация при сроках сева кукурузы, приближающихся к ранним, положительно сказалась на урожай силосной массы и початков. На производственном участке ОПХ «Михайловское» с каждого га было получено 58,9 ц/га кукурузы в початках (8; 76; 108). Исследования с целью выявления наиболее эффективного приема оздо-ровления травмированных семян сои с применением пленкообразующего вещества проводили в 1981-1985 гг. в Хасавюртовском ОПХ им. Кирова ДагМИИСХ на районированном сорте сои Картули 7. Для протравливания использовали ТМТД из расчета 3 кг/т семян, а в качестве пленкообразующего вещества - поливиниловый спирт (ПВС) из расчета 0,5 кг/т семян, растворенный в 7 л воды. Было установлено, что как раздельная, так и совместная обработка семян протравителем ТМТД с ПВС в разные сроки улучшает посевные качества травмированных семян по сравнению с необработаЕшыми. Кроме того, защитная пленка на семенах позволяет проводить посев сои в более ранние сроки, что особен-но важно в засушливых условиях республики (43).
В Манитобском университете Канады проводились исследования по гидрофобизации семян различных сельскохозяйственных культур. Было выявлено, что в случае удачного покрытия семян яровой пшеницы при осеннем высеве всходы появляются на 2-3 недели раньше, чем в контроле, созревание наступает на 2 недели раньше, а растения из гидрофобизированных семян имеют более развитую корневую систему и отличаются лучшей засухо- и морозоустойчиво -30-стью. При этом урожай получается выше в среднем на 15% при более высоком (на 1%) содержании белка в зерне (81).
Многочисленные опыты в Германии показали, что протравливание семян озимой пшеницы байтаном обеспечивало более высокие сборы зерна - в среднем на 6,4 ц/га, или 10,6 %, ячменя - на 4,9 ц/га, или 8 %. В 70 опытах, проведенных в Канаде в 1984-1989 гг., благодаря протравливанию семян витаваксом урожайность озимой пшеницы увеличилась в среднем на 7,9%, ячменя - на 10,8 % за счет более высоких показателей полевой всхожести семян, численно-сти колосьев на 1 м и массы зерна. Аналогичные данные получены в 1983-1991 гг. в странах Западной Европы (47; 48).
В НРБ метод гидрофобизации изучался на семенах кукурузы, сои и частично хлопчатнике. В 1981 году в Болгарии гидрофобизированными семенами было засеяно около 100 тыс. га. Исследования показали, что посевы кукурузы, сои, хлопчатника семенами, обработанными гидрофобным раствором, развиваются интенсивнее, чем посеянные традиционным способом, созревают раньше на 10-15 дней и обеспечивают прибавку урожая кукурузы от 4 до 26 ц/га, сои -0,7-3,4, хлопчатника - 0,34-0,79 ц/га (53; 81).
Исследования, проведенные в Московской области в сельскохозяйственном производственном кооперативе «Звенигородский» показали, что покрытие семян озимой пшеницы гидрофобной пленкой увеличило ее урожайность в 1997 г. на 22 ц/га, ячменя - на 29, овса - 24 ц/га (63; 99).
Агроклиматические условия зоны проведения исследований
В географическом отношении Северная Осетия находится в пределах се-верЕЮго склона Центрального Кавказа и заключена между Лесистым хребтом на юге и Кабардино-Сунженском на севере. На востоке она граничит с Грозненской равниной. На западе отделена Змейским хребтом от Кабардинской равнины. Общая площадь территории республики составляет 8 тыс. км (5).
Поверхность предгорной равнины имеет общий наклон к северу и северо-востоку в западной своей части на водоразделах рек Дур-Дур, Белая, Ардон, Фиагдон и к северу и северо-западу в восточной половине на водоразделах рек Фиагдон, Гизельдон, Черная, Терек и Камбилеевка.
Республика расположена в равнинной, предгорной и горной территориях. Первые две включают четыре зоны: степная недостаточного увлажнения, степная неустойчивого увлажнения, лесостепная, лесолуговая.
Район исследований находится в третьей (лесостепной) зоне. Он характеризуется средней годовой температурой 8,4-8,8С. Сумма температур за безморозный период составляет около 3200С. Условия увлажнения - хорошие. Годовая сумма осадков колеблется в пределах 550-700 мм. Однако возможны и засухи как из-за неравномерности распределения осадков по временам года, так и по причине дренирующего действия галечниковых отложений, залегающих близко к поверхности. Коэффициент увлажнения по Н.Н. Иванову около единицы. В отдельные периоды года нисходящие водные токи значительно преобладают над восходящими, что способствует выщелачиванию почв.
В лесостепной зоне зима начинается в конце ноября - начале декабря. Зима сравнительно мягкая с неустойчивыми морозами и оттепелями. Похолодания бывают кратковременными, почти всегда сопровождаются выпадением снега. В отдельные годы устойчивый переход температуры воздуха через 0 от-сутствует. Оттепели, обусловленные в основном феновыми явлениями, составляют за зиму 50-60 дней. Иногда они бывают очень продолжительными и интенсивными, температуры в этот период могут повышаться до 20-25. На территории ОПХ «Михайловское» в самом холодном месяце (январе) минимальная температура составляет -4,5С. Осадков зимой выпадает немного, за холодный период (XI-III) немногим больше 100 мм. Снежный покров в основном неустойчивый. Средняя высота снежного покрова не превышает 10 см. В марте начинается повышение температуры, связанное с увеличением продолжительности дня и высоты солнца. В апреле она повышается еще более значительно и становится положительной во всей зоне. Лето жаркое. Среднемесячная температура воздуха самого жаркого месяца (июля) составляет 20,8С. Наибольшее значение абсолютных максимумов температуры воздуха достигает до 37-38С, число жарких дней с температурой 20С и более достигает до 50. Важной характеристикой теплового режима территории применительно к выращиванию различных сельскохозяйственных культур является продолжительность теплового периода. Переход среднесуточной температуры воздуха через 0С в сторону потепления в метеорологии принято считать началом весны, а переход ее осенью - началом зимы. В районе исследований он длится 264 дня. Вегетационный период (от перехода температуры воздуха через 5С весной до аналогичного перехода осенью) начинается в конце марта и заканчивается в первой декаде ноября. Продолжительность его 228 дней, а сумма температур равна 3314С. После перехода температуры воздуха через 10С начинается активный рост многих сельскохозяйственных культур. Продолжительность его в районе проведения исследований - 185 дней, а сумма температур равна 2963С. Для теплолюбивых культур наиболее благоприятной является среднесуточная температура воздуха более 15С. Продолжительность перехода с такой температурой 117 дней, а сумма температур равна 2268С (приложение 1, рис. 1).
Самым неустойчивым элементом климата являются осадки. В зоне проведения исследований в среднем за год их выпадает 670 мм.
Различия в месячных суммах осадков довольно значительны, особенно в летние месяцы. Выпадают они преимущественно при холодных фронтах, усиливаются под действием рельефа и носят ливневый характер. За теплый период (IV-V) выпадает 550 мм. За сутки может выпасть больше месячной нормы осадков (120мм). Наиболее равномерно осадки выпадают в зимние месяцы. Они играют основную роль в накоплении влаги в почве (табл. 1.).
В теплый период года дожди преимущественно интенсивные и непродолжительные. Они дают основную массу осадков. В летний период на территорию лесостепной зоны имеет место вхождение сухого континентального воздуха, обусловливающего суховейные процессы. За теплый период насчитывается в среднем около 30 дней с засушливыми явлениями.
Длительное отсутствие осадков может привести к иссушению верхнего слоя почвы, снижению, а иногда и гибели урожая. Для устранения опасных последствий длительного бездожья в лесостепи повсеместно применяется орошение. Район исследования расположен в зоне естественного весеннего промачи-вания почв, который характеризуется глубоким стоянием грунтовых вод. За 50-летний период наблюдений (1937-1986) по станции Михайловская наблюдались засушливые вегетационные периоды - 14 раз (28%), средние по выпадающим осадкам - 24 раза (48%) и влажные - 12 раз (24%), то есть засушливые и влажные периоды повторяются примерно один раз в четыре года, а средние каждый второй раз. Учитывая все вышеизложенное можно сделать вывод, что в лесостепной зоне благоприятные климатические условия для выращивания такой теплолюбивой культуры как соя. Метеорологические условия в годы проведения исследований (1999-2001 гг.) были различными. За вегетационный период 1999 г. (IV-X месяцы) выпало 558 мм осадков или 101% многолетней нормы, что относит данный год к весьма благоприятному. Переход среднесуточной температуры воздуха через +5 С в сторону повышения произошел в обычные сроки, 28-31 марта, а через +10С - на 1-2 недели раньше средних многолетних сроков, 8-9 апреля.
Динамика подвижного фосфора и обменного калия
В зависимости от видовых и сортовых особенностей растения предъявляют разные требования к почвенно - климатическим условиям, и довольно часто наблюдается несоответствие между доступным фондом элементов питания почвы и теми их количествами, которые необходимы для оптимизации продукционного процесса.
Главной причиной неполного использования потенциальных возможностей различных культур является несоответствие между биологическими особенностями этих культур и фактическим агрохимическим комплексом. Один из основных компонентов этого комплекса - научно-обоснованная система удобрения. Таким образом, важнейшее значение в комплексе агрохимических мероприятий по выращиванию различных культур уделяется применению удобрений для оптимизации минерального питания растений на протяжении всего вегетационного периода (27).
Установлено, что выщелоченные черноземы (подстилаемые галечником) Северной Осетии характеризуются относительно высокими запасами питательных веществ: содержание общего азота 0,24-0,45%, фосфора 0,2-0,3%, калия 1,6-2,3% (29). Обеспеченность подвижными формами азота слабая, а фосфора и калия - средняя.
В связи с этим нами проводилось изучение питательного режима почвы в посевах путем наблюдения за динамикой содержания подвижных форм азота, фосфора и калия.
Как известно, основными источниками азотного питания растений являются минеральные формы азота, находящиеся в почве в виде иона аммония и нитрат - иона. Обе формы азота - аммиачная и нитратная - накапливаются в почве в результате минерализации азотсодержащих органических веществ, состоящей из процессов микробиологического порядка - аммонификации и нит -50-рификации. При наличии в почве азотсодержащих органических веществ эти процессы протекают непрерывно, но с различной интенсивностью, в зависимости от таких факторов внешней среды как влажность, температура, реакции почвы и аэрация (27; 28).
Энергия нитрификации является важным показателем плодородия почвы, поэтому изучение нитратов имеет большое практическое значение. При изучении нитратного режима выщелоченных черноземов республики большинство исследователей отмечают, что на этих почвах энергия нитрификации значительно ослаблена (27; 56; 58; 95), но нитраты устойчиво обнаруживаются во всем пахотном слое почвы на протяжении всего периода вегетации большинства сельскохозяйственных культур. При наблюдении за динамикой нитратного азота наши исследования показали, что на интенсивность нитрификационного процесса оказывает влияние увлажнение, температура почвы и внесение удобрений. Анализ содержания нитратного азота под соей показал, что весной количество нитратов постепенно увеличивалось до середины июня; затем оно начинало падать (по мере потребления азота растениями) и в дальнейшем возрастало только к периоду уборки урожая (рис. 4). Такой ход сезонной динамики нитратов можно объяснить потреблением нитратного азота растениями. В начале вегетации потребность сои в азоте минимальна, затем, по мере роста и развития, растения усваивают азот в больших размерах. Сезонная динамика аммония в почве характеризовалась двумя максимумами - во время фаз цветения и формирования бобов. В дальнейшем усвоение азота растениями уменьшалось к концу вегетации, что влекло за собой соответствующее повышение нитратов в почве. Таким образом, сезонная динамика нитратов в почве полностью согласуется с ходом потребления азота растениями сои. Установлено, что аммонизация активнее происходила в верхнем 0-10 см слое. Однако, в ходе вегетации были периоды, когда наибольшее количество нитратов было обнаружено в слое почвы 10-30 см., т.е. содержание нитратов в -52-слое почвы 10-20 см было большим, чем в слое 0-10 см, а в слое 20-30 см выше, г чем в слое 10-20 см (приложение 3). При внесении фосфорно-калийного удобрения (Р45К45 и Р90К45) несколько увеличивалось содержание нитратов и аммония в почве, но сезонная их динамика не изменялась. На удобренных вариантах содержание нитратов во все сроки наблюдений было заметно выше, чем на контроле, несмотря на то, что растения сои на этих вариантах росли и развивались лучше, формировали более высокий урожай и, следовательно, потребляли больше азота из почвы. Увеличение концентрации минеральных форм азота в почве, видимо, можно объяснить влиянием удобрений на активность нитрифицирующих и аммонифици-рующих микроорганизмов.
Рассматривая данные динамики нитратов за 1999-2001 гг. под посевами сои, необходимо отметить, что накопление нитратов в 0-30 см слое почвы было динамичным как во времени, так и по глубине. Нитраты были обнаружены в течение всего вегетационного периода по всему изучаемому профилю почвы (рис.4; приложение 3).
Установлено, что содержание нитратов по годам зависело от метеорологических условий, в частности от увлажнения почвы. Отмечается, что в более влажные годы накапливается меньшее количество нитратов, чем в сухие. Этот факт объясняется тем, что в годы, когда растения лучше обеспечены влагой, они интенсивнее растут и развиваются, усваивают больше азота, следовательно, в почве их остается меньшее количество.
Формирование симбиотического аппарата сои
Установлено, что интенсивность разложения полотна сильно зависела от времени экспозиции — чем больше времени полотно находится в почве, тем сильнее оно разлагалось. Так, (в ср. за 2 г.) в первый срок экспозиции разложение полотна на контрольном варианте (без удобрений) составило 26,20 %, а в третий - 66,33 %. Аналогичные показатели отмечены и при внесении удобрений нормой Р45К45 и Р90К45, которые соответственно составили: 30,08 и 69,27 %; 34,76 и 80,82% (табл. 4.).
Доказано, что внесение минеральных удобрений в почву значительно повышало ее целлюлозоразлагающую способность, что вызвано усиленным развитием специфических бактерий за счет изменения в благоприятную сторону физико-химических свойств. Наиболее высокая активность жизнедеятельности почвенной микрофлоры отмечена была летом. Для них, по-видимому, температура почвы имеет такое же существенное значение, как и кислотность среды. В весенний и осенний периоды клетчатка разлагалась медленнее. Количество выпадающих осадков играли также существенную роль в процессе разложения целлюлозы.
Действие минеральных удобрений на численность различных групп микрофлоры и активность микробиологических процессов неоднозначно и зависит от агрохимических показателей почвы, количества удобрений, температуры и влажности. Низкие дозы удобрений не вызывают изменения гомеостаза микробных сообществ и могут увеличить скорость микробиологических процессов, в то время как более высокие дозы приводят к стрессам, в следствие чего происходит перераспределение степени доминирования различных групп микроорганизмов и активизация токсикообразующих микробов.
Так, в июле 2000 года осадки выпадали в виде ливневых (кратковременных) дождей 1-5 дней, на 4-8 дней меньше, чем обычно. Количество их было незначительным, что и обусловило в конечном итоге снижение общей биологической активности почвы. В 2001 году интенсивность разложения полотна протекало более интенсивно как на контроле, так и на удобренных вариантах. На контроле этот показатель в слое 0-10 см через месяц составил 35,01%, через два - 42,83%, через три - 73,04%, что выше показателя контрольного варианта 2000 года соответственно на: 1,03 %; 2,29 и 1,16 %. При внесении удобрений нормой Р90К45 разложение целлюлозы было выше по сравнению с аналогичным вариантом 2000 года на: 2,36; 3,17 и 1,04 % (табл. 4.).
Следовательно, при внесении минеральных удобрений общая биологическая активность почвы повышалась. На основании полученных результатов можно прийти к заключению, что интенсивность разложения полотна зависит от продолжительности его нахождения в почве, температуры, влажности, норм удобрений.
Для образования клубеньков на корнях сои необходим специфичный, вирулентный, активный штамм ризобий. Установлено, что в начальные фазы роста и развития масса клубеньков бывает незначительной. Так, по сорту Волна в фазу 3-го тройчатого листа на контрольном варианте (1999 г.) она составила 11, 2000 г. - 9, и в 2001 г. - 11 кг/га. По варианту Pra (внесение фосфорных удобрений + инокуляция семян) соответственно: 36; 30 и 33 кг/га. Масса клубеньков увеличивалась до фазы образования бобов, а затем постепенно снижалась. Так, в эту фазу на контроле в 2001 г. масса клубеньков составила 129 кг/га, а при внесении фосфорных удобрений и инокуляции семян увеличивалась еще на 120 кг/га. Динамика накопления массы клубеньков по сорту Рассвет была аналогичной сорту Волна, но в количественном отношении была ниже (табл. 5.).
Известно, что масса клубеньков зависит от фазы развития растений, условий их выращивания и может оставаться неизменной не более 7-10 дней. Исследованиями установлено, что фиксация атмосферного азота происходит только в тех клубеньках, которые содержат леггемоглобин. Следовательно, наиболее важно учитывать массу клубеньков с леггемоглобином, а не общую их массу, которая характеризует лишь степень активности симбиотического аппарата.
Выявлено, что количество симбиотически фиксированного азота зависит не только от массы клубеньков с леггемоглобином, но и от продолжительности их функционирования.
Активный симбиотический потенциал за вегетацию определяют по сумме показателей АСП за отдельные периоды. Также рассчитывают общий симбиотический потенциал (ОСП), который учитывает массу всех клубеньков.
