Главной особенностью функционирования пахотных почв является сезонный внутригодичный цикл процессов, которые отличны от естественных условий. В развитых хозяйствах нашей страны можно проследить весенние и осенние периоды обработки почвы. Этими мерами добиваются создания благоприятных условий, а именно, перемешивание пахотного слоя с удобрениями, рыхление, регулирование водного и воздушных режимов. В то время как в естественных условиях происходит саморегуляция вышеуказанных процессов. Таким образом, сдвигаются календарные периоды, и сезонные работы начинаются раньше.
Человек получает возможность решать экологические проблемы посредством применения научно-обоснованных подходов, связанных с воспроизводством почвенного плодородия, которые обеспечат целостность и устойчивость почвообразовательного процесса.
Исследования проводили в период 2010—2011 г. в стационарном опыте, заложенным на территории опытных полей ГНУ ВоронежскогоНИИСХ им. В. В. Докучаева. Площадь, занятая под опытом составила 10,8 га. Отобраны образцы почвы в трех повторностях, отбор производился в мае и конце июля с глубин 0—10, 10—20, 20—30 см. В образцах почвы определяли гумус по методу Тюрина (в модификации Симакова),определение реакции среды почвенного раствора проводили в солевой вытяжке. Определение Уреазы – методом А. Ш. Галстяна.Почва опытного участка – чернозем обыкновенный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый.
Гумусовые вещества являются движущей силой почвообразования. Микроорганизмы ассимилируют углекислоту почвы и почвенного воздуха, синтезируют новые органические вещества. После гибели микроорганизмов их протоплазма выходит в почвенный раствор и взаимодействует с гумусовыми кислотами, вытесняя карбоксильные радикалы и заменяя их на аминокислотные, аминные и амидные [2]. Этот процесс лежит в основе саморегуляции почвенного плодородия, что подтверждается годичным циклом в содержании гумуса в почве (рис. 1).
Рис. 1. Содержание гумуса в черноземе обыкновенном
Наибольшее содержание гумуса наблюдается весной, наименьшее в конце вегетации растений. С началом роса растений, через их корневые волоски в почвенный раствор выделяется угольная кислота и другие органические кислоты, что приводит к снижению реакции почвенной среды на 0,78 единиц (рис. 2).
Почвенный раствор подкисляется и идет кислотный гидролиз азотсодержащих радикалов цепочек гумусовых кислот с заменой их на карбоксильные радикалы [4]. Отщепленные радикалы – аминокислоты, амины, амиды выходят в почвенный раствор и свободно проходят через мембраны корневых волосков. Далее поглощаются растениями и используются для создания урожая.
Рис. 2. Реакция почвенной среды в черноземе обыкновенном
Сельскохозяйственная деятельность дает возможность управлять культурным почвообразовательным процессом.
Существенно влияет на интенсивность ассимиляции углекислоты способы основной обработки почвы. При неглубокой вспашке удобрения и пожнивные остатки заделываются в аэрируемый слой вспаханной почвы. Изучение влияния вспашки и плоскорезной обработки на содержание гумуса показало, что при вспашке на глубину 15—17 см содержание гумуса более высокое, чем при плоскорезной обработки (рис. 3).
Влияние удобрений и химических средств защиты растений на плодородие можно оценить по биологической активности почвы.
Рис. 3. Содержание гумуса в 0—30 см слое по вариантам основной обработки почвы
Микроорганизмы почвы являются отзывчивыми показателями состояния уровня плодородия почвы. С участием продуктов их жизнедеятельности – ферментов, в почве осуществляется большое количество биохимических реакций: гидролиз сложных и простых органических соединений, окислительно-востановиельные реакции, синтез и преобразование гумуса, обеспечение растений доступными веществами и др.
Нами было проведено исследование уровня ферментативной активности, а именно, фермента участвующего в круговороте азота – уреазы. Уреаза катализирует разложение азотсодержащих органических соединений в почве, в частности мочевины, которая попадает в почву в составе азотного удобрения или растительных остатков, а также образуется в почве в качестве промежуточного продукта разложения белков. Продукт гидролиза мочевины – аммиак служит непосредственным источником азотного питания растений. Её активность в почве является важным диагностическим признаком интенсивности мобилизации органического азота и как следствие, характеризует уровень плодородия почвы [1, 5].
В наших исследованиях интенсивнее ферментативные процессы протекали в почве вариантов с внесением удобрений (рис. 4).
Минеральные удобрения в дозах Р40К40 и Р30К30+Р10 способствовали увеличению уровня ферментативной активности. Наибольшую результативность дали удобрения в дозе Р30К30+Р10, что значительно превосходит уровень уреазной активности в почве контрольного участка.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Рис. 4. Уреазная активность чернозема обыкновенного (0—30 см)
Так же, мы наблюдаем сезонную динамику увеличения уреазной активности вероятно связанную с тем, что к концу вегетации растений складывается наибольший ризосферный эффект и более благоприятные погодные условия для активности ферментов [3].
Таким образом, воспроизводство гумуса в почве и саморегуляция почвенного плодородия напрямую зависят от правильного управления почвообразования в агроценозах, что позволяет рационально использовать земельные ресурсы.
Список литературы:
Девятова Т. А. Ферментативная активность чернозема выщелоченного при длительном систематическом применении удобрений / Т. А. Девятова // Агрохимия. – 2006. — № 1. – С. 1—4.
Назарова Л. Ф. Современные проблемы почвообразования. М.: Почвенный институт им. В. В. Докучаева РАСХН, 2000. – 672 с.
Сычева Е. В. Ферментативная активность чернозема обыкновенного в условиях агроландшафта / Е. В. Сычева, Т. А. Девятова // Экология Центрально-Черноземной области Российской федерации. – 2011. — № 1(27). – С. 167—170.
Таргульян В. О. Память почв. Почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий / В. О. Таргульян. – М.: Изд-во ЛКИ, 2008. – 692 с.
Хамова О. Ф. Биологическая активность чернозема выщелоченного при минимизации основной обработки почвы в южной лесостепи Западной Сибири / О. Ф. Хамова, Л. В. Юнкевич, В. В. Леонова // Агрохимия. — 2002. — № 4. – С. 11—16.