Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 7
Глава II. Цель, объекты, методика и условия исследований
2.1. Цель и задачи исследований 32
2.2. Методика и объекты исследований 34
2.3. Почвенные условия района исследований 41
2.4. Климатические условия в районе исследований 43
2.5. Погодные условия в годы проведения экспериментов 44
Глава III. Влияние приемов основной обработки почвы в посевах люпина узколистного на направленность и напряженность почвенно- биологических процессов. Особенности биологической активности в целинной почве 49
Глава IV. Взаимосвязи между развитием основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью и разложением целлюлозы под влиянием различных систем основной обработки почвы в посевах люпина узколистного 88
Глава V. Особенности изменения биологической активности почвы в посевах ячменя и гороха при внесении различных доз минеральных удобрений 102
Глава VI. Влияние посевов гороха и ячменя на различных фонах минерального питания на взаимосвязи основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью почвы и разложением целлюлозы 120
Выводы 130
Предложения производству 132
Список литературы.. 133
Приложения 154
- Почвенные условия района исследований
- Погодные условия в годы проведения экспериментов
- Взаимосвязи между развитием основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью и разложением целлюлозы под влиянием различных систем основной обработки почвы в посевах люпина узколистного
- Влияние посевов гороха и ячменя на различных фонах минерального питания на взаимосвязи основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью почвы и разложением целлюлозы
Введение к работе
Почвы, вовлеченные в сельскохозяйственное производство, подвергаются мощному воздействию антропогенных факторов, изменяющих ее физико-химические свойства, биологическую активность, а в итоге плодородие. Изучение характера этого воздействия на микрофлору почвы облегчает выбор технологических приемов способствующих повышению плодородия почв, улучшению ее свойств, дает возможность прогнозировать изменение уровня окультуренности.
Наиболее чуткими индикаторами, реагирующими на изменение водно-воздушного, теплового, пищевого режима почв являются почвенные микроорганизмы, которые контролируют разнообразные процессы, связанные с превращением органических и минеральных соединений почв и удобрений, синтеза и разложения перегноя; азотфиксацию, денитрификацию и многие другие. Поэтому любые агротехнические мероприятия, направленные на повышение плодородия должны иметь почвенно-микробиологическое обоснование. Однако в настоящее время, несмотря на очевидную необходимость изучения почвенного микробоценоза, этому вопросу уделяется недостаточное внимание. Поэтому определение направленности и напряженности почвенно-биологических процессов под воздействием приемов основной обработки, доз минеральных удобрений даст возможность установить изменение уровня биологической активности с целью выбора антропогенных воздействий, оказывающих положительное влияние па почвенное плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.
Цель работы: дать характеристику направленности и напряженности почвенно-биологических процессов под влиянием многолетнего применения различных приемов основной обработки, доз минеральных удобрений, вносимых под бобовую и злаковую культуры для выявления и рекомендации прис 5 мов антропогенного воздействия, способствующих сохранению плодородия почв.
Исходя из цели предусмотрено решение следующих задач:
- установить изменение численности основных физиологических групп почвенных микроорганизмов в течение периода вегетации люпина узколистного при многолетнем ежегодном применении отвальной, поверхностной и плоскорезной обработки;
- изучить направленность и напряженность почвенно-микробиологических процессов в почве целины;
- определить особенности аммонифицирующей, нитрифицирующей активности почв и скорости разложения целлюлозы под влиянием различных систем основной обработки почвы;
- выявить степень и характер влияния различных фонов минерального питания в посевах зерновой и бобовой культур на активность и развитие микробного сообщества пахотного слоя;
- определить и количественно оценить взаимосвязи между показателями биологической активности с учетом влияния гидротермических условий в период проведения эксперимента.
Научная новизна: Впервые в длительных полевых стационарных опытах Центра России получены экспериментальные данные о ходе изменения биологической активности темно-серых лесных почв под влиянием трех факторов: многолетнего применения различных приемов основной обработки, внесения минеральных удобрений под зерновую и бобовую культуру, действия гидротермических условий. На основании развития основных физиологических групп микроорганизмов, протекания процессов аммонификации, нитрификации, разложения целлюлозы получены новые данные, позволяющие определить роль микроорганизмов в почвенных процессах и количественно оценить взаимосвязи между ними. Практическая значимость работы. Установленшле особенности воздействия систем основной обработки почвы, различных доз минеральных удобрений под бобовую и зерновую культуры на характер изменения биологической активности почвы в разные по гидротермическим условиям годы могут быть использованы при разработке систем управления биологической активностью темно-серой лесной почвы с целью воспроизводства и сохранения ее плодородия.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседаниях Ученого Совета ВНИИ ЗБК.
Публикации. По материалам диссертации выполнено 3 печатные работы.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из общей характеристики, шести глав, выводов и предложений производству, изложена на 132 страницах машинописного текста; включает 23 таблицы в тексте и 5 в приложениях, 44 рисунка. Список использованной литературы содержит 179 наименований, из них 37 зарубежных.
Почвенные условия района исследований
Учет урожая люпина, ячменя, гороха в полевых опытах проводили сплошным методом, урожайность с делянки пересчитывали на 1 га. Полученный урожай приводили к 100% чистоте и стандартной влажности. (Доспехов, 1985 г).
Основные результаты исследований подверглись математической обработке с применением метода дисперсионного и корреляционного анализов (Доспехов 1985 г.) на персональном компьютере. Численность микроорганизмов обсчитывалась и представлялась в интегральных показателях (Тен Хак Мун, Крысанова 1978).
Серые лесные почвы являются переходными между дерново-подзолистыми и оподзоленными черноземами. Под широколиственной древесной растительностью, а также при ее разреживании и внедрении травянистой растительности подзолистый процесс подавляется и основным становится дерновый процесс. Травянистая растительность подтягивает в поверхностные горизонты почвы элементы зольного питания и, в их числе, кальций, который ослабляет кислую реакцию, а поглощающий комплекс насыщается основаниями. В составе почвенного гумуса накапливается гуминовая и ульминовая кислоты, что при наличии кальция и насыщения поглощающего комплекса основаниями содействует структурированию почвы. Вместе с тем, почва окрашивается в темные тона. Закрепление гумусовых веществ кальцием понижает их подвижность, и почва обогащается гумусом.
В Орловской области 23,8 % площади приходится на долю достаточно плодородных темно-серых лесных почв, наиболее близких к оподзоленным черноземам.
Морфологическое строение темно-серых лесных почв следующее: горизонт Ам 0...27 см - темно-серый, свежий, рыхлый, среднесуглинистый, пы-левато-комковатый, переход постепенный; горизонт Ai/ А2 27...41 см - серый, свежий, рыхлый, мелкокомковатый, ореховато-зернистый, налет кремнеземистой присыпки, легкосуглинистый, переход постепенный; горизонт В 41...68 см - темновато-буроватый, легкосуглинистый, ореховато-комковатый, уплотнен, на гранях структурных отдельностей кремнеземистая присыпка, пористый, полуторные окиси, корни есть, переход постепенный; горизонт В/С 68...90 см -темно-бурый, легкосуглинистый, уплотнен, ореховато-призмовидный, кремнеземистая присыпка, пористый, полуторные окиси, переход постепенный; горизонт С - бурый лессовидный суглинок.
Темно-серые лесные почвы, в основном, обладают средне и легкосуглинистым иловато-крупнопылеватым механическим составом. Кроме того, во всех почвенных разрезах содержится значительное количество песчаной пыли. Это создает благоприятные водно-воздушные свойства почв. Они достаточно водопроницаемы, влагоемки и обладают хорошей водопольемностью.
Темно-серые лесные почвы имеют близкую к нейтральной и нейтральную реакцию почвенного раствора солевой вытяжки - рЫ 5,2...6,2, гидролитическая кислотность колеблется от 4,37...7,3 м-экв на 100г почвы, которая с глубиной уменьшается. Сумма поглощенных оснований низкая и средняя и колеблется в пределах 13,5...48,0 м-экв на 100г почвы. Степень насыщенности основаниями, в основном, средняя (77,4...85), которая с глубиной увеличивается. Количество гумуса колеблется в пределах 4,79...5,8 %, который с глубиной постепенно уменьшается. Содержание подвижных форм обменного калия и фосфора повышенное и высокое (9,8..21 и 9,8...19,5, соответственно). Содержание легко-гидролизуемого азота среднее и повышенное (4,2..7,8).
В целом, темно-серые лесные почвы обладают благоприятными водно-воздушными и агрохимическими свойствами. 2.4. Климатические условия в районе исследования.
Орловская область расположена в центре средне-русской возвышенности, между 53 38 ...54 56 с.ш и 34 45 ...38 04 в.д., на водоразделе рек: Волги, Днепра, Дона. По климатическим условиям область относится к переходной ле-со-степной зоне средних широт. Климат- умеренно-континентальный с достаточным количеством тепла и влаги. Однако с неустойчивым их распределением по годам. В отдельные годы бывают засухи средней и даже высокой интенсивности. Вытянутость территории области определяет постепенное изменение климатических условий с северо-запада на юго-восток, что выражается, в частности, в уменьшении количества осадков и высоты снежного покрова.
Согласно данным гидрометслужбы в Орловской области выпадает в среднем за год 500...600 мм осадков. По многолетним данным нарастание интенсивности выпадения осадков происходит от зимы к лету, максимум в июне-июле (65...90 мм), минимум в январе-феврале (20.,.25 мм). Осадки выпадают в течение 160... 170 дней в году. За холодный период года (ноябрь-март) сумма осадков составляет 135... 175 мм, за теплый период (май-сентябрь) - 290...310 мм. Средняя глубина промерзания почвы 65...89 см, в суровые малоснежные зимы до 100... 130 см. В первой половине апреля повсеместно наблюдается сход снежного покрова. Период от схода снежного покрова до наступления мягкопластичного состояния длится в среднем 16...20 дней. Продолжительность весны 25...30 дней. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы на зяби в начале весны около 180...220 мм. Неравномерное распределение осадков создает нередко засушливые условия. Засухи наблюдаются раз в 10...30% лет.
Годовой приход солнечной радиации составляет около 89 ккал/см , По сезонам года это тепло распределяется следующим образом: зима - 7, весна - 29, лето - 40 и осень 13 ккал/см . Радиационный баланс в целом за год положительный и составляет около 30 ккал/см2. При этом с марта по октябрь баланс положительный, а с ноября по февраль - отрицательный. Продолжительность светового дня возрастает с 15 часов в начале мая до 17 часов в третьей декаде июня, а к концу сентября понижается до 12 часов. Температурные условия области сравнительно умеренные: средняя минимальная температура не опускается ниже -10С, а средняя максимальная не превышает +20С. Весной происходит нарастание температуры воздуха. Устойчивый переход среднесуточных температур воздуха через +5С обуславливает наступление вегетационного периода с 15... 18 апреля. Длительность этого периода составляет 175... 180 дней. Сумма температуры воздуха выше 10С — 2200...2500С. Осенью переход среднесуточных температур через +5С обуславливает конец вегетационного периода примерно к 17,..20 сентября. Продолжительность активного вегетационного периода с температурой выше +15С - 80...90 дней. Последние заморозки в отдельные годы наблюдаются до первых чисел июня. Первые заморозки - во второй половине сентября.
Погодные условия в годы проведения экспериментов
Очень слабая отрицательная связь между количеством почвенного аммиака и скоростью нитрификации г = -0,51 (рис. 27 и 28), свидетельствует на наш взгляд, либо о конкуренции нитрификаторов с другими микроорганизмами за аммонийный азот, либо о наличии фактора сдерживающего нитрификацию (недостаток энергетических ресурсов, например). В данном варианте скорость нитрификации достоверно отрицательно коррелирует с количеством грибов г = -0,977 (рис.28 и 26), и также отрицательно со степенью разложения целлюлозы г = -0,95 (рис.28 и 29), что может свидетельствовать о конкуренции нитрификаторов с грибами и целлюлозоразрушающими микроорганизмами за аммиак. К тому же грибы положительно коррелируют со скоростью аммонификации : г = 0,84 (рис.26 и 28) и слабо отрицательно с доступным аммиаком г = -0,58 (рис.26 и 27).
При этом скорость нитрификации достоверно положительно взаимосвязана с численностью денитрификаторов г = 0,997 (рис.28 и26), это может свидетельствовать о положительном влиянии увеличения скорости окисления аммиака до нитратов на интенсивность денитрификации.
Следовательно, в данном варианте, при неблагоприятных гидротермических условиях для процесса разложения целлюлозы (низкая влажность почвы, рис. 29) и постоянно высоком уровне аммонификации (рис. 27) будут происходить потери нитратного азота за счет денитрификации. В слое почвы 10...20 см на варианте с проведением ежегодной отвальной обработки коэффициент корреляции между бактериями, растущими на средах МПА и КАА равен 0,87 (рисунки соответствуют предыдущему варианту), между почвенным аммиаком и бактериями, использующими минеральный азот г = -0,74. По сравнению с предыдущим вариантом, связь менее тесная.
В данном варианте отрицательная связь почвенного аммиака и скорости нитрификации очень тесная г = -0,989, т.е, можно предположить - чем меньше в почве аммиака, тем больше ушло его на нитрификацию. Почвенные грибы не конкурируют с нитрификаторами за аммонийный азот, здесь между ними слабая положительная связь г = 0,769, при этом количество грибов положительно коррелирует со скоростью аммонификации г = 0,95 (и слабо отрицательно с доступным аммиаком г = -0,67). Зато целлюлозоразрушающие микроорганизмы, как и в предыдущем варианте отрицательно взаимосвязаны со скоростью нитрификации, г = -0,95. В этом варианте численность денитрификаторов очень слабо связана со скоростью нитрификации, г = 0,68. Вероятно, в данном случае в почве содержится аммиака в количестве достаточном и для нитрификатеров, и для почвенных грибов, поэтому процессы денитрификации будут идти весьма интенсивно при различных гидротермических условиях. Неблагоприятные гидротермические условия для разложения целлюлозы будут усиливать процессы денитрификации. В целом численность денитрификаторов, в данном варианте самая высокая, по сравнению с другими изучаемыми вариантами.
На поверхностной обработке в слое почвы 0...10 см коэффициент корреляции между бактериями, растущими на средах МПА и КАА равен 0,898. Связь почвенного аммиака и бактерий, использующих минеральные формы азота отрицательная - г = -0,86.
Средняя отрицательная связь доступного аммиака и скорости нитрификации г = -0,717, может свидетельствовать о недостаточном количестве аммиака для нитрификаторов. Это подтверждается достоверной отрицательной взаимосвязью почвенных грибов со скоростью нитрификации г = -0,998, что может свидетельствовать о конкуренции за аммиачный азот между грибами и нитрификаторами. К тому же скорость аммонификации, в данном варианте, самая низкая, по сравнению с другими.
Взаимосвязь скорости нитрификации и количества денитрификаторов имеет тенденцию к положительной - г = 0,81, т.е. скорость поступления нитратов стимулирует в известной степени увеличение численности денитрификаторов. Коэффициент корреляции скорости нитрификации и скорости разложения целлюлозы достоверно отрицательный г = -0,997.
При этом скорость нитрификации, количество грибов и денитрификаторов мало изменяются под действием гидротермических условий, следовательно, потеря нитратного азота вследствие денитрификации из года в год будет различаться незначительно.
Грибы отрицательно коррелируют с бактериями на КАЛ г = -0,984. Следовательно, при стабильном количестве грибов и усилении аммонификации, аммиак будет поглощаться бактериями.
В слое почвы 10...20 см на поверхностной обработке связь между аммонификаторами и бактериями, растущими на среде КАА равна 0,91, между почвенным аммиаком и бактериями, использующими минеральные формы азота достоверно отрицательна - г = -0,997. В данном варианте аммиак достаточно активно поглощается почвенной микрофлорой. Имеется также хорошая тенденция отрицательной связи между доступным аммиаком и скоростью нитрификации - г = -0,86. Скорость нитрификации, как и в предыдущем варианте положительно влияет на развитие нитрификаторов - г = 0,899. Грибы и целлюлозоразрушающие микроорганизмы конкурируют с ннтрифнкаторами за аммиачный азот, коэффициенты корреляции соответственно равны -0,998 и -0,991. В целом, при самой низкой скорости нитрификации, из всех изучаемых вариантов и активного поглощения аммиака бактериями, растущими на КАА, численность денитрификаторов ниже, чем в других вариантах. На варианте плоскорезной обработки в слое почвы 0...10 см связь между аммонификаторами и бактериями, растущими на среде КАА, г = 0,9, связь почвенного аммиака и бактерий, использующих минеральные формы азота, достоверно отрицательна г = -0,999. Здесь имеет место хорошее поглощение бактериальной микрофлорой аммиачного азота. Также очень тесная связь скорости нитрификации и почвенного аммиака г = -0,994. Скорость нитрификации положительно влияет на численность денитрификаторов г = 0,894. Почвенные грибы не конкурируют с нитрификаторами за аммиак г = 0,876. Связь грибов с почвенным аммиаком г = -0,82, т.е. возможно грибы в данном варианте полностью обеспечены аммонийным азотом. Целлюлозоразлагающие микроорганизмы, как и в предыдущих вариантах, находятся в высокой отрицательной связи со скоростью окисления аммиака г = -0,993. В целом, при увеличении скорости нитрификации и стабильном уровне денитрификации в 2000...2002 г.г. нитраты в почве сохранялись. Именно поэтому содержание аммиака и нитратов, при компостировании почвы с водой, выше чем в других вариантах.
Взаимосвязи между развитием основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью и разложением целлюлозы под влиянием различных систем основной обработки почвы в посевах люпина узколистного
Проанализируем возможный путь трансформации азотосодержащих органических соединений почв под посевами ячменя, в которые вносили 3 ц/га сложных минеральных удобрений.
Коэффициент корреляции - г между бактериями-аммоиификаторами и бактериями, использующими минеральные формы азота 0,857 (рис. 41), связь последних с почвенным аммиаком характеризуется отрицательно г = -0,73 (рис.41 и 42), что может свидетельствовать о поглощении бактериями не только почвенного азота, но и азота удобрений, т.к. связь не очень тесная.
Очень слабая отрицательная связь аммиака и скорости нитрификации г = -0,61 (рис. 42 и 43). Положительная средняя тенденция взаимосвязи скорости нитрификации и численности денитрификаторов г = 0,89 (рис. 43 и 41). Связь почвенных грибов со скоростью окисления аммиака, слабо отрицательна г = -0,76 (рис.41 и 43), как и скорости нитрификации со скоростью разложения целлюлозы (рис. 43 и 44) г = -0,983. Из приведенных выше коэффициентов корреляции и изменения интенсивности изучаемых процессов можно сделать заключение: в годы с хорошим увлажнением бактерии на КЛА частично поглощают азот удобрений, в сухие преимущественно азот почвы. Поэтому связь доступного аммиака и скорости нитрификации очень слабая из-за неодинакового поглощения по годам исследований. В засушливые годы повышение скорости аммонификации и уменьшение поглощения аммиака целлюлозоразлагающими организмами будет приводить к потерям почвенного азота за счет денитрификации. В варианте с внесением под ячмень 4,5 ц/га сложных минеральных удобрений коэффициент корреляции между бактериями-аммонификаторами и бактериями, использующими минеральные формы азота равен 0,75, связь почвенного аммиака и бактерий, растущих на К А А, отсутствует г = 0,28 (рис. соответствуют предыдущему варианту). Скорость нитрификации также не взаимосвязана с доступным аммиаком г = -0,09, но при этом скорость окисления аммиака достоверно связана с численностью денитрификаторов г = 0,997, достоверно отрицательно со скоростью разложения целлюлозы г = 0,999 и отрицательно с численностью почвенных грибов г = -0,95. Возможно, в данном варианте бактериальная микрофлора использует азот минеральных удобрений. И при низкой скорости аммонификации в 2000...2001гг. и высоком уровне скорости нитрификации (рис. 42 и 43) почвенный аммиак быстро окисляется, а затем может теряться в процессе денитрификации, особенно в годы, когда целлюлозолитические микроорганизмы менее всего его поглощают (засушливые).
В годы с достаточным увлажнением минеральные удобрения снижают скорость аммонификации, что способствует более экономному расходованию органических веществ в почве. При этом аммиак эффективно поглощается разрушителями целлюлозы, что снижает развитие нитрификаторов и денитрификаторов. В засушливые годы минеральные удобрения не способствуют снижению скорости разложения органических веществ почвы.
В варианте без внесения удобрений под горох коэффициент корреляции между бактериями-аммонификаторами, и бактериями, использующими минеральные формы азота равен 0,83, связь последних с почвенным аммиаком отрицательна г = -0,84.
Взаимосвязь скорости нитрификации и аммиака, получаемого при компостировании почвы с водой характеризуется отрицательно г = -0,73, как и скорость нитрификации с количеством почвенных грибов г = -0,67; со скоростью разложения целлюлозы недостоверна - г = 0,13, как и с количеством денитрификаторов г = 0,37. Также отметим отрицательную связь количества почвенных грибов и доступного аммиака г - -0,986. Учитывая самое низкое количество денитрификаторов по сравнению с другими вариантами (рис.41) можно сделать заключение, что аммиака, имеющего в почве, хватает всем изучаемым микроорганизмам, поэтому не наблюдается конкуренции между микроорганизмами. В варианте с внесением под горох 1,5 ц/га нитрофоски коэффициент корреляции между бактериями-аммонификаторами и бактериями, исрользующими минеральные формы азота г = 0,83. Связь последних с почвенным аммиаком отрицательная -г = -0,957. Скорость нитрификации слабо взаимосвязана с доступным аммиаком г = -0,73, не связана с количеством почвенных грибов г = -0,15, скоростью разрушения целлюлозы г = -0,357, с численностью денитрификаторов г = 0,67. Здесь, как и в предыдущем варианте почвенного аммиака достаточно для изучаемых микроорганизмов. Численность денитрификаторов выше, чем в варианте внесения под ячмень 3 ц/га нитрофоски, но на уровне варианта с внесением 4,5 ц/га, следовательно, при увеличении Анализ исследований по определению динамики гумусового режима почвы показал, что в зернопаропропашном севообороте содержание гумуса в почве в конце 1-ой ротации уменьшилось на 0,04-0,07%, в зернопаропропашном осталось без изменений (табл. 23). Заключение: увеличение доз внесения минеральных удобрений (до 4,5 ц/га нитрофоски) под ячмень по сравнению с дозой Зц/га снижает аммонифицирующую активность почв (на 23...27%) в годы с достаточным увлажнением, что способствует более экономичному расходованию азотсодержащих органических веществ почвы и сохранению ее плодородия. В острозасушливые годы подобного действия не наблюдается. Зернобобовая культура ( горох ) способствует сохранению органического вещества почв в большей степени чем зерновая, т.к. аммонифицирующая активность в посевах гороха без удобрений находится на уровне аммонифицирующей активности посевов ячменя с внесением 3 ц/га нитрофоски. При внесении под горох 1,5 ц/га сложных минеральных удобрений активность аммонификации находится на уровне посевов ячменя с внесением 4,5 ц/га.
Влияние посевов гороха и ячменя на различных фонах минерального питания на взаимосвязи основных физиологических групп микроорганизмов, аммонифицирующей, нитрифицирующей активностью почвы и разложением целлюлозы
Эффективное плодородие почвы определяется, с одной стороны природными свойствами почвы, с другой - вносимыми в нее минеральными и органическими удобрениями. Минеральные удобрения становятся могущественным фактором воздействия на продуктивность почвы. Это заставляет исследовать их влияние на свойства и жизнь почвы. Природные свойства и направленность изменений этих свойств важны не только сами по себе, но имеют также значение как фактор, от которого зависит агроэкологическая эффективность минеральных удобрений.
Под влиянием удобрений в численности и составе микрофлоры происходят изменения, зависящие от доз вносимых удобрений, сроков внесения, культуры и типа почвы. Эти изменения различаются по объему и времени проявления, поэтому необходимо проводить изучение развития микрофлоры и интенсивности микробиологических процессов в динамике.
Внесение сложных минеральных удобрений (нитрофоски Nil PlO Kll кг/ц д.в.) под ячмень в дозах 3 ц/га (N33 РЗО КЗЗ кг /га по д.в.) и 4,5 ц/га (N50 Р45 К50 кг/га по д.в.); под прогнозируемую урожайность 40 ц/га и бОц/га незначительно отражается на динамике численности аммонификаторов. На ячмене 1-го фона (3 ц/га) не происходит какого-либо заметного увеличения численности бактерий усваивающих органический азот в 2000...2001 гг., в 2002 г. наблюдается повышение численности бактерий во П-ой (кущение) срок отбора образцов, но однозначно говорить в данном случае о действии удобрений нет никаких оснований. На ячмене II-го фона (4,5ц/га) наблюдается некоторый подъем численности во П-ой срок взятия образцов в 2000 г, и во П-ой и Ш-ий (цветение) срок в 2001 г. В 2002 г. таких подъемов не наблюдается. То есть действие минеральных удобрений на аммонификаторы не имеет какой-либо четко выраженной тенденции.
В посевах гороха отсутствие внесения - удобрений (обозначим 0 фон) и внесение 1,5 ц/га сложных минеральных удобрений (нитрофоски: N17 Pi5 К17 кг/ га по д.в.), также как и на ячмене практически не отражается на динамике численности аммонификаторов. В двух представленных вариантах развитие бактерий, использующих органический азот, имеет схожую картину, т.е. аммонификаторы малочувствительны к дозе минеральных удобрений 1,5 ц/га (рис. 30).
Доза минеральных удобрений в количестве 1,5 ц/га в посевах гороха также не оказывает влияние на развитие бактерий, растущих на КАА, как и доза 3 ц/га в посевах ячменя. Динамика развития данной группы микроорганизмов под двумя культурами имеет идентичную направленность (рис. 31). При внесении 4,5 ц/га нитрофоски под ячмень наблюдается небольшое повышение численности бактерий, использующих минеральный азот, во 11-ой срок отбора образцов (фаза кущения) особенно заметное в 2000...2001 гг. Очевидно доза удобрений 4,5 ц/га стимулирует развитие бактерий, использующих минеральный азот, в начале вегетации когда достаточно элементов питания и для данных микроорганизмов и для растений.
Влияние различных доз минеральных удобрений не вызывает каких-либо четких изменений в динамике развития олигонитрофилов под двумя изучаемыми культурами. Можно отметить схожую картину изменения численности бактерий, растущих на среде Эшби под культурой гороха. Возможно при внесении 4,5 ц/га под ячмень нитрофоски, азот удобрений быстро поглощается бактериями, и удобрение не оказывает отрицательного влияния на развитие свободных азотфиксаторов.
Коэффициент минерализации различен и по вариантам опыта и по годам наблюдений. При этом на ячмене 1-го фона удобрений, он имел различную динамику в 2000 и 2002гг., по абсолютным значениям отличался незначительно (0,91 и 1,02 соответственно); а в 2001г. был выше в течение всего периода вегетации (2,57). На ячмене П-го фона этот показатель увеличивается более плавно в зависимости от гидротермических условий года. На горохе без удобрений схожая динамика и уровень коэффициентов в 2000 г и в 2002 гг., в 2001 г. как и в выше описанных вариантах, он увеличивается, причем динамика изменения Км в 2000 г. схожа по всем 3 вариантам. При внесении 1,5 ц/га удобрений под горох - значения Км самые высокие в 2001г. (2,37), самый низкие в 2000г. (0,86), но динамика его изменения различна по всем трем годам проведения исследований.
При анализе значений Км можно сделать предварительное заключение о низкой активности минерализационных процессов в 2000 г, особенно на ячмене II фона (0,68), общее увеличение интенсивности минерализационных процессов в 2001 г и увеличение их под действием удобрений на II фонах в 2002 г (1,02 и 1,64 на ячмене; 1.04 и 1,5 на горохе).
Численность денитрификаторов была наиболее низкой в 2000 г по всем вариантам опыта. То есть в значительной степени она контролируется гидротермическими условиями года, в частности температурой почвы или конкуренцией за аммонийный азот с другими микроорганизмами (как было показано в предыдущей главе), для которых данные погодные условия являются наиболее благоприятными для развития. Динамика численности денитрификаторов имеет сходный характер в 2001 г. по всем вариантам опыта, а в посевах гороха по 3 годам исследований и на варианте с внесением, удобрений и без них. Возможно, бобовая культура оказывает влияние каким-то образом на ход изменения численности денитрификаторов. В целом в течение периода наблюдений различий между вариантами по годам исследований не выявлено. Минеральные удобрения оказывают положительное действие на развитие денитрификаторов на И-х фонах в острозасушливом 2002 r.(Ig N6,91 в варианте ячмень 3 ц/га нитрофоски и lg N 7,99 в варианте 4,5 н/га, в посевах гороха без удобрений lg N 6.50, с внесением 1.5 ц/га нитрофоски - lg N 7,82), Самая низкая численность данной группы микроорганизмов наблюдалась в посевах гороха без удобрений.
Похожие диссертации на Биологическая активность темно-серой лесной почвы при различном уровне антропогенной нагрузки
