Целлюлозоразлагающая активность почв это

Целлюлозолитическую активность (ЦА) определяли по степени разложения в почве фильтровальной бумаги, зашитой в мешочки из стеклоткани, помещенные в почву на глубину 0–30 см на 1,5 месяца. Повторность закладки проб по вариантам опыта 3-кратная. По истечении указанного срока мешочки извлекались из почвы, тщательно очищались от корневых волосков и почвы, высушивались до воздушно-сухого состояния и взвешивались. По разнице в весе определялось количество распавшейся клетчатки (в %).

Интенсивность разрушения клетчатки можно оценить по следующей шкале: очень слабая – 80.

Исследованиями некоторых авторов установлено, что интенсивность разложения целлюлозы изменяется в течение вегетационного периода под воздействием влажности и температуры почвы, условий погоды, почвенно-экологических факторов. Имеются данные о том, что целлюлозолитическая активность прямо пропорциональна количеству поступающего растительного материала, особенно при наличии поукосных и пожнивных культур, и положительное влияние растительных остатков на почву продолжается в течение всего следующего вегетационного периода (9–10 месяцев) [15, 29].

Анализируя результаты исследований по ЦА, можно заключить, что интенсивность распада клетчатки под изучаемыми культурами неодинакова. Так, при возделывании пелюшко-овсяной смеси с подсевом райграса однолетнего выявлено, что при разных системах обработки и удобрений создаются неоднозначные условия для жизнедеятельности микроорганизмов и, как следствие, ее целлюлозолитической активности.

Результаты опыта показали, что удобрения оказывают существенное воздействие на целлюлозолитическую активность. Так, внесение минеральных удобрений (вариант NPK) существенно интенсифицировало этот процесс: в опыте с оборотом пласта – в 2,0 раза, в oпытe бeз оборота пласта – в 2,4 раза по сравнению с контролем (в среднем за 2 года). На вариантах с навозом этот показатель был невысоким и составлял 19 % по вспашке и 28 % при дисковании. Общеизвестно, что интенсивность распада в почве клетчатки зависит прежде всего от наличия в ней подвижного азота, особенно нитратных форм. Поэтому можно утверждать, что традиционная система «навоз + NPK» и «NPK» создает оптимальные условия для жизнедеятельности целлюлозоразрушающих микроорганизмов, а значит, и для питания пелюшко-овсяной смеси с подсевом райграса.

Весьма интересные результаты получены при анализе характера воздействия ассоциативных удобрений на фоне навоза и NPK. Разные по погодным условиям 1998–1999 гг. оказали большое влияние на эффективность данного удобрения. Как известно, интенсивность разложения целлюлозы зависит от влажности почвы, условий погоды, почвенно-экологических факторов [33]. Так, во влажном 1998 г. самая высокая ЦА отмечалась в вариантах NPK + ас. уд. и РК + ас. уд. (54–57 % и 81–86 % соответственно). В засушливом 1999 г. данная тенденция наблюдалась в этих же вариантах. Однако показатели ЦА были значительно ниже (вариант РК + ас. уд. – 25–36 %, варианты NPK + ас. уд. – 36–68 % соответственно).

Таким образом, дополнительное внесение ассоциативных удобрений на фоне навоз + NPK усиливает целлюлозолитическую активность. В силу этого следует предполагать положительное воздействие ассоциативных удобрений на экологическую направленность в улучшении почвенного плодородия.

В среднем за два года по всем вариантам опыта целлюлозолитическая активность почвы под пелюшко-овсяно-райграсовой смесью при дисковании была выше на 29 % по сравнению со вспашкой. В засушливом 1999 г. обработка без оборота пласта особенно повышала активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов: их активность была в 1,7 раза выше по всем вариантам в этом году, чем по вспашке. А по вариантам NPK + ас. уд., навоз + NPK показатели целллозолитической активности превышали предыдущие более чем 2 раза (табл. 35).

Влияние удобрений и способов обработки

на целлюлозолитическую активность дерново-подзолистой супесчаной почвы, %

(пелюшко-овсяная смесь + райграс однолетний)

Внесение минеральных удобрений на фоне навоза (традиционная система удобрения картофеля) навоз 40 т + NPK и навоз 80 т + NPK интенсифицировало процесс разложения целлюлозы в опыте с оборотом пласта в 1,3–2,1 раза, в опыте без оборота пласта – в 1,2 раза.

Еще более высоким этот показатель был в варианте с внесением 80 т/га навоза. Увеличение дозы органических удобрений вдвое способствовало увеличению интенсивности распада клетчатки с 45–58 % до 74–84 % в опыте с оборотом пласта, с 60–61 % до 72–75 % – в опыте без оборота пласта.

Определенный интерес представляет изучение воздействия ассоциативной микрофлоры на фоне навоза, NPK и РК удобрений. По мнению исследователей, вклад азотфиксирующих бактерий в азотный баланс почв при ассоциативной азотфиксации связан с их активным физиологическим состоянием в период быстрого развития растений.

Особое значение приобретает в этом случае фактор увлажненности почвы. В связи с этим М. М. Умаров отмечает, что даже при сочетании многих факторов (температурный режим почвы, воздуха, освещенность, содержание соединений азота в почве, концентрация СО₂ в воздухе и др.) достаточно динамичный в течение вегетационного периода показатель влажности почвы часто является одним из главных стимулирующих величин ассоциативной азотфиксации. Так, в засушливом 1999 г. внесение азобактерина несколько интенсифицировало процесс разложения клетчатки. В вариантах с внесением ассоциативных удобрений, 40 т + РК + ас. уд., 40 т + NPK + ас. уд., 80 т + ас. уд., 80 т + NPK + ас. уд. отмечена сильная степень разложения клетчатки (73–82 %).

В 2000 г. с засушливым началом лета и дождливыми июлем-августом имела место другая закономерность. В вариантах с внесением РК удобрений на навозном фоне ассоциативные микроорганизмы значительно снизили свою работоспособность. Целлюлозолитическая активность в этих вариантах (3 и 7) составила 28–48 % в опыте с оборотом пласта и 37–67 % без оборота пласта. Полное минеральное удобрение (2, 4, 6 и 8 варианты) значительно повышало этот показатель на обоих способах обработки почвы (до 77–96 %).

Таким образом, традиционная органоминеральная система удобрения создает оптимальные условия для жизнедеятельности целлюлозоразлагающих микроорганизмов, а, следовательно, и для питания картофеля.

В целом по опыту внесение азобактерина несколько усиливало целлюлозолитическую активность. Однако этот показатель в значительной степени зависел от способа заделки органических удобрений, от влажности и температуры почвы. В исследованиях проявилось неоднозначное воздействие способов обработки на данный показатель. Если в засушливом 1999 г. минимализация обработок несколько усиливала процессы разложения клетчатки, то в 2000 г. заделка навоза под вспашку способствовала значительному усилению процессов разложения клетчатки (96 и 55 %; 89 и 66 %). Можно предположить, что чем интенсивнее протекают процессы разложения клетчатки, тем быстрее осуществляется биологический круговорот элементов питания и тем полнее культура обеспечивается питательными элементами. Данное положение нашло подтверждение в авторских исследованиях: установлена достоверная корреляционная связь между урожайностью картофеля и целлюлозолитической активностью почвы (r = 0,61).

Анализ данных ЦА под ячменем с подсевом клевера показал, что в целом уровень разложения целлюлозы был достаточно высокий – «сильная» и «очень сильная» степень разложения клетчатки.

Внесение удобрений значительно повышало этот показатель. Причем, в вариантах с полным удобрением ЦА была, как правило, наивысшей. Степень разложения клетчатки в значительной мере связана с системой обработки почвы. В опыте анализируемый показатель с оборотом пласта был на 25,8 % выше, чем по вспашке (см. табл. 37).

органического вещества почв

как главного фактора

Плодородие почвы является важнейшим интегральным показателем ее режимов, обусловленным в значительной степени параметрами и свойствами гумуса. Органическому веществу принадлежит ведущая роль в формировании плодородия почвы и обеспечении устойчивой продуктивности сельскохозяйственных культур. Основоположник научных знаний о почве В. В. Докучаев неоднократно обращал внимание на роль органического вещества в плодородии почв, высказывал справедливое опасение потерей почвами гумуса в результате неправильной эксплуатации их. Однако, несмотря на огромное число работ в данной области, полной ясности в этих вопросах нет до сих пор. И сегодня в среде ученых и практиков отсутствует единая точка зрения на проблему: влияние подвижного гумуса в почвах на плодородие и устойчивость агроэкосистем. Это связано, по-видимому, с недостаточностью экспериментального материала по оценке взаимосвязей «почва–растение» и разнообразием природных и технологических условий производства сельскохозяйственной продукции, в которых роль фракционно-группового состава гумуса может быть различной. Органические вещества гумусовой природы определяют чаще всего структурно-статические свойства почв (агрегатные, сорбционные, буферные). В то же время органические остатки негумусовой природы определяют преимущественно функциональные свойства почв (развитие микрофлоры, дыхание и т. д.).

По мере интенсификации сельскохозяйственного производства утрачивается прямая связь содержания гумуса с урожайностью. Наблюдения ученых и опыт практиков показывают, что даже 12 % содержания гумуса в почве не гарантируют получения высоких урожаев [51]. Об этом свидетельствуют и данные, полученные в Республике Беларусь. Средневзвешенное содержание гумуса в 7 и 8 турах агрохимического обследования составляло 2,25 %, в 8 и 9 турах – 2,28 %, то есть содержание гумуса не уменьшилось, а урожайность сельскохозяйственных культур по республике снизилась значительно: с 26,6 ц/га в 1990 г. до 18,3; 14,5; 19,4 ц/га соответственно в 1998– 2000 гг. [16].

В то же время многие исследователи отмечают высокую степень корреляции между величиной урожая и запасами подвижного гумуса [8, 28, 37]. Если в составе общего гумуса преобладает стабильная часть, а доля лабильного гумуса сведена к минимуму («выпаханные почвы»), то эффективное плодородие таких почв резко снижается даже при относительно высоком содержании общего гумуса.

Поэтому на практике необходимо определять два главных показателя: содержание гумуса и лабильного органического вещества. Таким образом, оптимизация гумусового режима почв по содержанию лабильных органических веществ будет более реально отражать состояние эффективного плодородия почв и позволит более оперативно регулировать его за счет изменения технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур.

На протяжении многих лет баланс органического вещества в республике поддерживался за счет внесения торфа в почву. В 80-х гг. ХХ в. его доля в структуре органических удобрений составляла 50–60 %, и это явилось следствием кампании по созданию бездефицитного баланса гумуса на полях страны. Казалось, ничего плохого в этом нет, привлечено внимание общественности к проблеме плодородия почвы и правительства в экономическом содействии в ее решении. Но абсолютизация роли гумуса и недооценка роли лабильных органических веществ нанесла прямой экономический ущерб республике, сопровождающийся уничтожением торфяно-болотных почв. К тому же многие исследователи отмечают, что накопление запасов общего углерода в почве от внесения больших доз сильноразложившегося низинного торфа не соответствует действительному плодородию почвы [22, 48, 64].

Последовательное увеличение доли торфа в органическом удобрении увеличивало содержание углерода в почве, однако продуктивность севооборота при этом уменьшалась. Указанная закономерность сохранялась для всех культур севооборота.

В опытах Л. А. Корягиной [48] установлено, что уменьшение общей продуктивности севооборота под влиянием возрастающих доз торфа происходит на фоне общего ухудшения микробиологических и биохимических свойств почвы. При этом уменьшалось накопление нитратов и полифенолоксидазная активность почвы, способствующая синтезу гумуса. Эти данные говорят о том, что надо осторожно относиться к толкованию абсолютных значений гумуса, так как высокий уровень плодородия почвы имеет тесную корреляцию, прежде всего, с ее биологической активностью.

При оптимизации органического вещества почв необходимо исходить из того, что его регулирование должно осуществляться всеми средствами систем земледелия: структурой высеваемых культур и подбором высокопродуктивных травосмесей, системой обработки почвы, применением органических, минеральных удобрений, долей занятого пара и т. д.

Источник