Прочитать статью - Научно-производственная компания &quot

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК
ГНУ ЧЕЛЯБИНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Утверждаю:
Директор ЧНИИСХ,
член-корр. РАСХН
___________А.В.Вражнов
Отчет по теме:
«Определить влияние препарата «Ресойлинг»
на свойства почв Челябинской области»
Исполнители:
Заместитель директора по НИР, к.с.-х.н.
Брагин В.Н.
Заведующий лабораторией агрохимии и
мониторинга земель, к.с.-х.н
Юмашев Х.С.
Научный сотрудник
Мухаметова Г.Ф.
Челябинск - 2004
Введение
В последние годы в земледелии России, а Челябинской области в частности, происходят значительные изменения в агрохимических показателях почв,
которые обусловлены специфическими природными условиями и высокими
техногенными нагрузками. Отчетливо проявляются такие негативные явления
как эрозия и дефляция почвы, ее закисление, загрязнение токсикантами,
уменьшение содержания органического вещества и основных элементов питания сельскохозяйственных культур.
Чрезмерное увлечение так называемыми выгодными в рыночном отношении
культурами так же приводит к нежелательным последствиям, так бессменный
посев одной культуры, например яровой пшеницы, вызывает снижение
микробиологической активности, ухудшает фитосанитарное состояние почв.
Современные адаптивные системы земледелия должны корректироваться с
учетом всех основных показателей, характеризующих почву, как среду обитания
растений, а также прогноза их трансформации во времени.
В связи с этим, поиск путей снижения негативных последствий, обусловленных выше названными факторами, является насущной задачей современного
земледелия.
2
1. ОБОСНОВАНИЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
В настоящее время для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур необходимо не только внесение достаточного количества минеральных и органических удобрений, но и нужна программа использования экологически чистых биопрепаратов, представляющих собой ассоцианты почвенной микрофлоры, которые призваны повышать биологическую активность почвы.
При этом нужно представить, что химизм почвы, в частности круговорот
органического углерода и азота, гумификация и минерализация, являются следствием жизнедеятельности определенных микробных ассоциаций.
Несмотря на кажущуюся очевидность вопроса, специфика микробиологической активности черноземных почв Южного Зауралья неоднозначна и зависит от многих факторов, в первую очередь от антропогенных, а именно, высокого насыщения пашни зерновыми. Повторные и бессменные посевы зерновых в сочетании с большим количеством запахиваемой в почву соломы создают
условия для увеличения жизнедеятельности фитопатогенных грибов и микроорганизмов, участвующих в иммобилизации азота.
Для устранения отрицательных последствий, вызванных выше названными причинами, необходимо использовать приемы позволяющие активизировать
микробиологические процессы в почвах и вследствие этого повысить продуктивность пашни.
Одним из путей решения этой проблемы является широкое внедрение в
сельскохозяйственное производство биопрепаратов, направленных на оздоровление биоценоза почвы за счет вытеснения и подавления находящихся в ней
фитопатогенных микроорганизмов. В ассоцианты входят бактерии, обладающие
фунгицидной и бактерицидной активностью по отношению к широкому спектру
возбудителей грибковых (корневых гнилей, фузариоза) и бактериаль-
3
ных болезней растений (злаковых, корнеплодных и овощных культур), и тем
самым повысить плодородие почвы.
В этом отношение использование препарата «Ресойлинг», представляющего собой экологически чистый продукт в состав которого входит ассоциант
почвенной микрофлоры, призвано повысить плодородие почвы и продуктивность возделываемых культур.
Учитывая это обстоятельство в двух хозяйствах Челябинской области,
входящих в основной зернопроизводящий пояс, проводится испытание экологически чистого биопрепарата «Ресойлинг», производимого НПФ «БИО-БиЗ и
Ко», который представляет собой ассоциант почвенной микрофлоры, штаммы
микроорганизмов, входящих в препарат, генетически не модифицированные,
непатогенные для человека, животных и растений.
Цель работы - определить влияние препарата «Ресойлинг» на агрохимические свойства и микробиологическую активность почвы в условиях Челябинской области.
Испытание препарата «Ресойлинг» проведено в ЗАО «Наровчатское»
Агаповского и ЗАО «Брединское» Брединского районов.
Опытное поле в ЗАО «Наровчатское» составляет 20 га, а ЗАО «Брединское» 40 га.
Согласно договора и календарного плана работ Челябинский НИИСХ
проводит отбор почвенных проб на опытных участках и на основании проведенных анализов, дает заключение по влиянию препарата «Ресойлинг» на
свойства почвы в условиях Челябинской области.
Программой работ предусмотрено определение следующих агрохимических показателей: азот нитратный, аммиачный колориметрически, гумус общий
по Тюрину, фосфор подвижный по Чирикову и степень кислотности (рН
солевой вытяжки потенциометрически).
Микробиологическую активность почвы, в частности определение бактерий, олигонитрофилов, целлюлозоразрушающих, грибов, микроорганизмов на
4
КАА и нитрификаторов, определяли в средних образцах почвы в Сибирском
научно-исследовательском институте сельского хозяйства (г.Омск).
Первоначально препарат вносился на опытных участках осенью 2002 года
в дозе 50 мл/га, а с 2003 года доза внесения была увеличена до 150 мл/га, согласно рекомендованной дозы заказчиком.
УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Агроклиматические ресурсы Южного Урала отличаются большим разнообразием рельефа, почвенного и растительного покрова, а также степенью
обеспеченности теплом и влагой. Если в северной части преимущественное
распространение имеют горно-лесные массивы с многообразием древесной и
травянистой растительности, то в южных районах - в основном почти безлесная
типчаково-ковыльная степь, занимающая около 70 % всех сельскохозяйственных угодий, где расположены основные площади пашни по возделыванию
зерновых культур.
Отличительной особенностью климата Южного Урала является резкая
континентальность, холодная и продолжительная зима, короткое, зачастую сухое и жаркое лето, что накладывает особый отпечаток на характер проявления
микробиологических процессов в почве.
Агроклиматические условия в годы проведения исследований были контрастными, если 2003 год в целом складывался благоприятным для возделывания зерновых культур, то 2004 год отличался значительной засушливостью
всего вегетационного периода.
Агрометеорологические условия 2004 года отличались от среднемноголетних показателей как по условиям увлажнения, так и температурному режиму
(таблица 1).
Общее количество осадков за период с мая по август месяц было в два
раза ниже многолетней нормы, а сумма положительных температур превысила
5
норму на 15 %. Запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в степных
районах области по месяцам варьировали от 165 мм в мае до 33 мм в августе, а в
верхнем 20-ти см слое почвы этого месяца доступной влаги практически не
было.
Таблица 1
Агрометеорологические условия 2004 года
Район,
Показатель
хозяйство
Брединский,
Осадки, мм
ЗАО
«Брединское»
Агаповский,
Температура, ° С
Осадки, мм
ЗАО
«Наровчатское»
Температура, ° С
Месяцы
май
июнь
июль
август
сумма
12
16
60
9
97
33*
48
65
39
185
15,7
19,5
21,4
19,5
2318
12,0
17,6
19,3
17,0
2006
15
12
46
14
87
38
57
79
45
219
14,8
18,3
20,4
18,2
2184
11,5
16,6
18,3
16,2
1906
?.
• - в знаменателе среднемноголетняя величина
'
Это в свою очередь оказывало негативное влияние на характер микробиологических процессов в почве, так по шкале М.М.Кононовой (8) очень
сильная интенсивность микробиологической деятельности проявляется при
температуре почвы 20-30° С и коэффициенте увлажнения 1-1,49. Однако температура почвы в верхнем пахотном горизонте 2004 года довольно продолжительные время в период вегетации находилась на уровне 50° С и выше.
Исходная характеристика почв в опытных участках приведена в таблице 2.
6
Таблица 2
Агрохимическая характеристика 0-40 см слоя почвы опытных участков
Тип почвы
Хозяйство
Гу
рН
N-NО3, N-NH4, Р2О5,
К2О5,
мус,
сол.
мг/кг
мг/кг
мг/кг
мг/кг
6,3
7,1
31,6
1,6
170,5
20,5
3,8
7,2
2,3
3,2
44,7
20,1
%
Чернозем
обыкновенный
ЗАО
«Наровчатское»
Чернозем
ЗАО
обыкновенный
«Брединское»
Агрохимическая характеристика пахотного горизонта опытных участков
отражает специфику формирования обыкновенных черноземов в условиях Челябинской области, территория которой отличается большой протяженностью,
как с севера на юг, так и с запада на восток. В этих условиях процессы почвообразования проходили неоднозначно. Для обыкновенных черноземов ЗАО
«Наровчатское» характерны высокая гумусированность и повышенное содержание подвижных питательных веществ, вследствие того, что хозяйство традиционно занимается возделыванием овощных культур, систематически применяя
как органические, так и минеральные удобрения. Обыкновенные черноземы ЗАО
«Брединское» менее гумусированы и характеризуются более низкими запасами
питательных веществ, что объясняется довольно низкими объемами применения
удобрений как в предыдущие годы, так и в настоящее время.
7
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В 2002 году при закладке опытных участков по независящим от исполнителя
причинам, была занижена доза применения препарата «Ресойлинг» (50 мл/га), так
как рекомендуемая доза для испытания в других регионах страны была выше.
Например, в условиях Краснодарского края испытание «Ресойлин-га» проведено в
дозе 250 мл/га, в связи с чем нам не удалось получить объективную информацию по
влиянию препарата «Ресойлинг» на свойства почвы в условиях Челябинской
области в 2002 году.
Параметры показателей плодородия почвы находились на уровне контрольного варианта, а имеющиеся небольшие различия обусловлены естественным
пространственным варьированием плодородия почвы (таблица 3).
Таблица 3
Влияние препарата «Ресойлинг» на агрохимические свойства почвы за 2003 год
Вариант
Слой почвы,
Гумус,
см
%
рН
N- NО3,
Р2О5,
мг/кг
мг/кг
ЗАО «Наровчатское»
•
Контроль
» Ресойлинг 50 мл/га
0-30
6,3
7,3
46,3
170,5
0-30
6,4
7,1
46,0
179,9
ЗАО «Брединское»
Контроль
0-30
3,7
7,5
12,3
44,7
Ресойлинг 50мл/га
0-30
3,7
7,5
7,9
42,8
В 2003 году повторная обработка почвы на опытных участках была проведена дозой 150 мл/га, однако в ЗАО «Наровчатское» обработку не провели,
поэтому в этом хозяйстве нами было учтено последействие ранее применяемого
препарата «Ресойлинг».
Результаты анализов почвы 2004 года показывают, что последействие от
дозы 50 мл/га в ЗАО «Наровчатское» не установлено, так как все основные по8
казатели, характеризующие плодородие почвы, не отличаются от контрольного
варианта (таблица 4).
Таблица 4
Влияние препарата «Ресойлинг» на агрохимические свойства почвы
в 2004 году
Вариант
Слой
Гумус,
почвы,
%
рН
N- NО3,
Р2О5,
мг/кг
мг/кг
см
ЗАО «Наровчатское»
Контроль
0-30
6,6
7,2
32,8
167,1
Ресойлинг последействие 2003 г.
0-30
6,2
7,2
26,8
171,3
ЗАО «Брединское»
Контроль
0-30
3,8
7,3
18,6
44,4
Ресойлинг 150 мл/га
0-30
4,1
7,4
21,4
52,5
Но, результаты микробиологических анализов, проведенных в Сибирском
НИИ сельского хозяйства, указывают на некоторое оживление микробиологических процессов - несколько возросло количество целлюлозоразлагающих
бактерий и грибов, а также микроорганизмов на КАА (таблицы 5). Известно, что
продукты жизнедеятельности целлюлозоразлагающих бактерий участвуют в
образовании гуминовых кислот, а грибы, способны обогащать почву различными
формами фосфора.
Однако оживление микробиологической активности почвы не оказало столь
заметного влияния на плодородие почвы, что обусловлено заниженной дозой
применения препарата «Ресойлинг».
В ЗАО «Брединское» препарат «Ресойлинг», внесенный в дозе 150 мл/га
оказал положительное влияние на микробиологическую активность почвы.
Препарат был внесен на стерневом фоне с измельченной соломой яровой пшеницы. На обработанном участке произошло некоторое увеличение содержания
9
общего гумуса с 3,8 на контрольном варианте до 4,1 %. Это связано с тем, что
при обработке почвы препаратом «Ресойлинг» произошло увеличение общего
количества бактерий на МПА, в среднем на 50 %, а также количество бактерий
разрушающих целлюлозу (таблица 5), что способствовало активизации микробиологических процессов и новообразовании лабильных форм гумуса.
Следует отметить, что для повышения содержания гумуса на выщелоченных черноземах на 0,4 % понадобилось ежегодно в течении 30 лет запахивать
около 5,0 и более тонн на гектар пашни солому и пожнивные остатки.
Таблица 5
Влияние препарата Ресойлинг на микробиологическую активность
обыкновенного чернозема (данные 2004 г)
(в пересчете на 1 г абс.-сухой почвы)
№
Вариант
п/п
Бактерии
Олиги-
Бактерии
Целюло-
Грибы,
на МПА,
нитро-
разлагающие
зоразла-
тыс.
млн
филы,
минеральные
гающие,
млн
фосфаты, млн
тыс.
ЗАО «Наровчатское» Агаповского района
< у1
2
Контроль
19,7
37,1
18,0
56,3
20,7
Ресойлинг
17,7
22,1
18,2
62,7
28,1
(последействие)
ЗАО «Брединское» Брединского района
1
Контроль
12,3
30,8
15,7
43,5
37,8
2
Ресойлинг
18,8
25,2
20,9
46,5
41,8
• — по данным СибНИИСХ, г. Омск (О.Ф.Хамова)
Мы предполагаем, что ассоциант почвенной микрофлоры, из которого
состоит препарат «Ресойлинг» благотворно, влияет на разложение свежих органических остатков (солома и стерня).
10
Следует подчеркнуть, что также возросло количество микроорганизмов на
крахмально - амидной среде, в среднем на 32 %, в том числе актиномицетов на
13 %. При этом, по мнению известного почвоведа М.М.Кононовой (2), актиномицеты, занимая последнее место в цикле разложения растительных остатков
и их гумификации, способствуют обогащению почвы доступными формами
азота. Актиномицеты характеризуются способностью разлагать циклические
органические вещества, обладающие прочной структурой, в том числе и гуминовые кислоты, участвуют в процессах аммонификации.
Таблица 6
Влияние препарата «Ресойлинг» на численность микроорганизмов на КАА в
пересчете на 1 г. абс.-сухой почвы обыкновенного чернозема
№ п/п Вариант
Микроорганизмы на КАА
Нитрификаторы, клеток
млн/г
в т.ч. актиномицеты
ЗАО «Наровчатское» Агаповского района
1
< 2
Контроль
13,0
0,87
1880
Ресойлинг
14,6
1,36
2328
(последействие)
ЗАО «Брединское» Брединского района
1
Контроль
12,7
1,30
659
2
Ресойлинг,
16,8
1,47
620
(150 мл/га)
• - по данным СибНИИСХ, г. Омск (О.Ф.Хамова)
Однако, аммиачные формы азота не стабильны и в почве окисляются до
нитратов, что, скорее всего и происходило в условиях 2004 года. Так в опытах в
ЗАО «Брединское» наблюдалось увеличение содержания нитратного азота в 0-30
см сдое почвы на 15 % (таблица 4), хотя общее количество нитрификаторов не
возросло (таблица 6).
11
Вторым по важности положительных свойств препарата «Ресойлинг» является
его
способность
за
счет
бактерий
рода
Bacillus
разрушать
трудноусвояемые формы фосфора, переводя их в доступную для растений форму
- фосфат ион.
Данные анализов, приведенных в таблице 5 показывают, что при обработке почвы препаратом «Ресойлинг» в дозе 150 мл/га произошло увеличение
численности бактерий разлагающих минеральные фосфаты более чем на 30 %,
что содействовало увеличению содержания усвояемого фосфора с 44 до 52 мг/кг
почвы.
Исследованиями, проведенными в лаборатории агрохимии Челябинского
НИИСХ установлено, что для повышения содержания подвижного фосфора на
10 мг/кг необходимо внести около 80 кг /га действующего вещества фосфорного
удобрения (9).
Дополнительно к отчету будут представлена информация по влиянию
препарата «Ресойлинг» на фракционный состав гумуса, содержание легкоразлагаемого органического вещества и ферментативную активность почвы после
получения результатов анализов из микробиологической лаборатории Сибирского научно-исследовательского института сельского хозяйства.
Таблица 7
Биологическая урожайность зерновых культур в условиях 2004 года, ц/га
Культура
Вариант
Биологическая урожайность, ц/га
Твердая пшеница
Безенчукский янтарь
Ячмень
Одесский 36
ЗАО «Наровчатское»
Контроль
Ресойлинг
32,6
31,6
(последействие)
ЗАО «Брединское»
Контроль
Ресойлинг, 150 мл/га
10,8
12,4
12
Остро засушливые условия 2004 года оказали негативное влияние на
продуктивность сельскохозяйственных культур, особенно в ЗАО «Брединское»,
где биологическая урожайность ячменя не превышала 11 ц/га (табл.7), хотя в
хозяйстве «Наровчатское» урожайность яровой твердой пшеницы была на
уровне 30 ц/га.
В условиях острой засухи, когда в течении продолжительного периода
вегетации наблюдалась как атмосферная , так и почвенная засуха, основным
фактором определяющим продуктивность культур являются условия влагообеспеченности, тогда как остальные факторы интенсификации в этих условиях
менее значимы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Использование экологически чистого препарата «Ресойлинг» в условиях
Челябинской области может иметь практическую значимость, так как позволяет
повысить плодородие почвы, благодаря активизации микробиологических
процессов.
Содержание гумуса при применении «Ресойлинга» повысилось в ЗАО
,«Брединское» с 3,8 до 4,1%; подвижного фосфора с 44 до 52 мг/кг почвы, что
позволяет экономить средства на применение органических и минеральных
удобрений.
Результаты исследований по данному вопросу представляют определенную научную и практическую значимость. Для уточнения рекомендаций по
применению препарата «Ресойлинг» в зональном аспекте рекомендуется испытание препарата продолжить в мелкоделяночных опытах.
13
ЛИТЕРАТУРА
1. Вражнов А.В. Адаптивная интенсификация систем земледелия на Южном
Урале: Монография. - Челябинск: ЧГАУ, 2002. - 272 с.
2. Пейве Я.В. Биохимия почв. М., 1961. 422 с.
3. Биологические основы плодородия почвы /О.А.Берестецкий, и др. / Всесоюз.
акад. с.-х. наук. им. В.И.Ленина, М.: Колос, 1984, 287 с.
4. Системы воспроизводства плодородия почв в ландшафтном земледелии.
Материалы Всероссийской научно-практической конференции. 27-29 июня
2001 г. - Белгород: Крестьянское дело. 2001 г. - 248 с.
5. Орлов Д.С. Химия почв: Учебник. - М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1985, - 376 с.
6. Дж.Ацци. Сельскохозяйственная экология. -М-Л.: Сельхозгиз. 1959.: 479 с.
7. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей. //Почвоведение. №6. - 1978. С. 48-54.
8. Мишустин Е.Н., Емцев В.Г. Микробиология. М.: Колос, 1978. 351 с.
9. Нормативы затрат фосфорных удобрений на восполнение фосфатного фонда
черноземных почв (Методические указания). Челябинск, 1988. 8 с.
14