В условиях специализации сельскохозяйственного производства, в результате концентрации в севооборотах культур близких по биологии, возникает опасность однородного воздействия на почву, что приводит к нарушению биологических и биохимических процессов. Важнейшим показателем направленности биологических процессов в почве является структура микробного ценоза, а также интенсивность выделения из почвы углекислого газа. Эти показатели тесно связаны с возделываемыми в севообороте культурами и их чередованием [1, 2].

Исследования проводились в стационарном опыте лаборатории эколого- ландшафтных севооборотов ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП». В опыте сравнивали 5 севооборотов: зернопаропропашной, зернопаротравянопропашной с 1 полем эспарцета, зернопаротравянопропашной с 2 полями эспарцета, зерновой с 1 полем эспарцета, зерновой с 2 полями эспарцета.

Опыт заложен в четырехкратной повторности в четырех ярусах. Длина посевной делянки – 14,0 м, ширина–   5,6 м. Длина учетной делянки – 12,0 м, ширина – 4,0 м. Площадь учетной делянки – 48,0 м2. Площадь посевной делянки – 78,4 м2. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный среднемощный тяжелосуглинистого гранулометрического состава.

Полученные данные по интенсивности дыхания почвы показали, что многолетние травы, как в прямом действии непосредственно под ними, так и в целом по севообороту, способствовали увеличению интенсивности выделения углекислого газа. Оценивая изменение интенсивности дыхания почвы под ячменем (предшественник эспарцета), можно предположить, что в третьей ротации сохраняется положительное пролонгированное действие запаханных корневых остатков бобовых трав. И наиболее заметные увеличения отмечаются в зерновых севооборотах. Эти изменения могут быть также связаны с тем, что в этих севооборотах отсутствует паровое поле. Как известно, при многократных обработках черного пара отмечается усиление минерализации органического вещества. В условиях зернопаропропашного и зернопаротравянопропашного севооборотов в агрофитоценозах ячменя интенсивность дыхания равнялась 89,2±1,3 и 88,5±1,0 мг СО2 за сутки с м2 (Табл.1). Биологическая активность почвы под посевами ячменя, определенная по методу В.И. Штатнова по выделению углекислого газа с поверхности почвы, была максимальной в зернотравяных севооборотах.

Таблица 1 Интенсивность выделения СО2 под культурами севооборотов, мг/м2·сутки (среднее за 3 года)

Вид севооборота	Ячмень	Бобовая культура		Озимая пшеница
	полная спелость	нарастание вегетативной массы	перед запашкой (полная спелость)	всходы	выход в трубку
Зернопаропропашной (горох)	89,2±1,3		87,1±1,2	92,2±1,1	112±1,3
Зернопаротравянопропашной с 1 полем эспарцета	88,5±1,0	110,5±1,8	104,1±1,4	91,2±1,3	117±1,2

Зернопаротравянопропашной с 2 полями эспарцета	91,8±1,2	118,0±1,4	107,5±1,4	83,8±1,2	121,7±1,2
Зерновой с 1 полем эспарцета	94,5±1,1	127,2±1,3	110,3±1,3	82,4±1,1	123,7±1,4
Зерновой с 2 полями эспарцета	93,9±1,2	122,9±1,0	115,4±1,3	86,6±1,3	123,7±1,5

 

Интенсивность дыхания почвы в среднем составила: при однолетнем использовании эспарцета – 94,5 мг/м2 в сутки, при двухлетнем – 93,9 мг/м2 в сутки. В посевах многолетних бобовых трав биогенность почвы была существенно выше, с максимальной биологической активностью в зернотравяных севооборотах. Интенсивность дыхания в зернопаротравянопропашных севооборотах, определенная в фазу нарастания вегетативной массы эспарцета, варьировала от 110,5±1,8 до 118,0±1,4 мг/м2 в сутки СО2.

В зернотравяных севооборотах, с отличающимся от зернопаротравянопропашных соотношением возделываемых культур и остаточной биомассы, биологическая активность была выше. Она изменялась в пределах 122,9±1,0 - 127,2±1,3 мг/м2 СО2 в сутки.

Биологическая активность почвы под эспарцетом в период запашки его растительных остатков была ниже по сравнению с первым периодом вегетации, но выявленные закономерности по интенсивности дыхания, отмеченные нами для фазы ветвления, сохранились.

В зернопаротравянопропашном севообороте она равнялась 104,1±1,4 - 107,5±1,4 мг/м2 СО2 в сутки, в зернотравяном – 110,3±1,3 - 115,4±1,3 мг/м2 СО2 в сутки. В отличие от севооборотов с многолетним бобовым компонентом биологическая активность в зернопаропропашном севообороте под горохом была слабой и составила всего 87,1±1,2 мг/м2 СО2 в сутки.

Максимальная биологическая активность в фазу всходов отмечена в посевах озимой пшеницы идущей по гороху в зернопаропропашном севообороте - 92,2±1,1 мг/м2 СО2 в сутки.

В зернопаротравянопропашных и зерновых севооборотах в этот период биологическая активность была несколько ниже. Она варьировала в пределах от 82,4±1,1 до 91,2±1,3 мг/м2 СО2. Это связано, по нашему мнению, с различным качественным составом остаточной растительной биомассы возделываемых культур. Корневые остатки однолетней бобовой культуры быстрее минерализуются и способствуют активизации выделения СО2 из почвы.

В фазу колошения севообороты с многолетними бобовыми травами отличались повышенной биологической активностью.

Результат изучения биологической активности почвы по  выделению углекислого газа, при сравнении севооборотов с различным соотношением культур, показывает, что введение в структуру полевых севооборотов многолетнего бобового компонента приводит к активизации жизнедеятельности микроорганизмов в почве.

Микробный пул является одним из наиболее чувствительных компонентов почвы, активно реагирующий на изменение ее плодородия [3].

При возделывании озимой пшеницы по разным предшественникам отмечались тенденции к снижению минерализаторов гумуса по чёрному пару на 13% и увеличению соотношения бактерий, потребляющих минеральный азот (КАА) и бактерий, усваивающих органические формы (МПА) на 15% по сравнению с многолетней бобовой культурой - эспарцетом, что обусловливает различную интенсивность минерализационных процессов в почве (Табл.2). При этом целлюлозолитические микроорганизмы активизируются на 32% по чёрному пару.

Таблица 2 Влияние предшествующих культур на микробиологический состав почвы под озимой пшеницей в слое 0- 30 см, среднее за 3 года

Предшественник	МПА	КАА	Актиномицеты	Минерализато ры	Микро-мицеты	Нитрификатор ы	Целлюлозолит ические	Азотобактер	КАА/ МПА
	млн. КОЕ в 1 г абс. сухой почвы				тыс. КОЕ в 1 г абс. сухой почвы			КОЕ в 50г почвы
Чёрный пар	10,4	15,0	3,4	14,3	28,6	0,4	89,8	376	1,5

Горох	9,7	16,1	2,5	14,6	29,6	0,3	80,6	373	1,5
Эспарцет 1г. п.	11,4	15,5	2,2	16,1	34,8	0,4	67,8	412	1,4
Эспарцет 2г. п.	12,8	15,4	2,6	16,8	36,3	0,3	67,8	212	1,3
НСР05	2,7	3,7	-	4,0	9,1	-	17,0	71	-

 

Введение в севооборот эспарцета двух лет пользования, в качестве предшественника для озимой пшеницы, увеличивает число бактерий, разлагающих азот органических соединений на 23%, минерализаторов гумуса на 17 %, микромицетов на 27%, по сравнению с чёрным паром. Эспарцет одного года пользования подавляет развитие этих микроорганизмов на 4-12% и почти в 2 раза увеличивает количество колонии азотобактера, по сравнению с эспарцетом двух лет пользования.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что эспарцет способствует максимальному улучшению биологических свойств почвы как непосредственно под самой культурой, так и в целом по звену севооборота.

 

Список литературы

1.     Звягинцев Д.Г. Биология почв. Изд. 3-е., испр. и доп./Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова – М.: Изд- во МГУ, 2005. – 445 с.

2.     Турусов В.И. Бобовый компонент севооборота как фактор воспроизводства плодородия почвы/ В.И. Турусов, В.М. Гармашов, О.А. Абанина, Т.И. Михина, Н.В. Дронова //Международный научно-исследовательский журнал. -2014.-№ 11-1(30). -С. 75-76.

3.     Турусов В.И. Структура микробного ценоза агрогенных почв и естественных экосистем/ В.И. Турусов, В.М. Гармашов, Л.В. Гармашова//Плодородие.-2011. - №1.-С.34-35.