Биологическая активность чернозёма выщелаченного в садах при задернении междурядий бобово-злаковыми многолетними травами

Введение. Выбор участка и подготовка почвы под закладку многолетних наса^дений является одним из ва^нейших факторов создания благоприятных условий роста и развития плодовых деревьев. Традиционно под сады отводятся наиболее плодородные земли. Как известно, плодородие почвы является ва^ным фактором сельскохозяйственного производства [1-3]. Поэтому сохранение и воспроизводство почвенного плодородия в садах становится неотло^ной задачей. Вопросы воспроизводства плодородия почв в садах являются менее изученными, чем на других сельскохозяйственных угодьях. Как правило, процесс копирования полевых способов сохранения почвенного плодородия в сады без учета их специфики оказывается малоэффективным.

Известно, что в системе почва – растение формируется равновесное соотношение ме^ду элементами плодородия и формированием уро^ая, их воспроизводством и процессами деградации. При использовании в течение длительного времени одних и тех ^е приемов обработки почвы природное соотношение ме^ду процессами в почве и в растениях нарушается: уменьшается поступление в растения и отчу^дение с биомассой элементов питания, процессы минерализации гумуса преобладают над процессами гумификации, что приводит к уменьшению количества органического вещества до уровня нового равновесного состояния [4-7].

Одним из показателей плодородия почвы является её биологическая активность. Вследствие биохимических превращений в почве происходят ва^нейшие процессы детоксикации и самоочищения. При этом решающая роль принадле^ит ассоциации почвенных микроорганизмов, функционирующих как единое целое благодаря взаимосвязанным метаболическим реакциям.

Для оценки биологической активности почвы существует достаточно большое количество показателей. Поэтому выбор приемлемых методов зависит от целей, стоящих перед исследователями.

При разработке агротехнических приемов по сохранению и воспроизводству плодородия почвы в садах ва^ное значение имеет учет их влияния на деятельность полезной почвенной энтомофауны, т.к. показатели биологической активности позволяют выявить направление в изменении почвенного плодородия значительно быстрее, чем при изучении таких показателей плодородия, как содержание гумуса.

Цель работы - определить биологическую активность почвы в междурядьях сада, находящегося под задернением.

Услови^, материалы и мето^ы. Опыт зало^ен в 2015 г. на чернозёме выщелоченном в яблоневом саду 1984 г. посадки.

Варианты: 1. Чёрный пар (контроль); 2. Естественное задернение; 3. Клевер красный 50% + Тимофеевка луговая 50%; 4. Клевер красный 30% + Тимофеевка луговая 70%; 5. Клевер красный 70% + Тимофеевка луговая 30%.

Площадь делянки 384 м2, повторность 3-кратная, размещение рендомезированное.

Почва опытного участка представлена следующими показателями: содержание гумуса - 5,34 %; рН сол. - 5,6. Содержание подвижного фосфора 124 мг/кг, обменного калия 131 мг/кг почвы. Сумма поглощенных оснований 34,57 мг-экв./100 гр. почвы, степень насыщенности основаниями 86,7-87,5%.

В вариантах с задернением ме^дурядий проводили е^егодное скашивание надземной массы по мере отрастания на высоту 20-25 см. В варианте с чёрным паром ежегодно проводили 4-6 кратное дискование междурядий дисковой бороной БДТ-3,5 на глубину 4-6 см.

Численность различных физиологических групп микроорганизмов определяли по методике Е.З. Теппер [8]. На питательной среде крахмалоаммиачного агара (К^^) подсчитывали число бактерий и актиномицетов, использующих минеральные формы азота. На мясопептонном агаре (МП^) определяли количество микроорганизмов, потребляющих органический азот. Микроскопические грибы учитывали на подкислённой среде Чапека - Докса, целюлозоразрушающие бактерии - на среде Тетчинсона, анаэробные азотофиксирующие бактерии ( Clostridium pasteurianum) - на среде Емцева [9].

Результаты и обсу^^ение. Как показали наши исследования, задернение ме^дурядий сада оказало существенное влияние на микробиологическую деятельность почвенных микроорганизмов, относительно ме^дурядий, находящихся под чёрным паром (табл.1). Так, численность актиномицетов, которые являются индикатором завершающего этапа минерализации органического вещества, в вариантах с задернением превышает численность их в варианте с чёрным паром практически в два раза. При этом наибольшая численность отмечена в четвёртом варианте, где высеяна смесь бобово-злаковой растительности, состоящая из 30% клевера красного и 70% тимофеевки луговой - 10,2 млн. КОЕ в 1 г абсолютно сухой почвы. В варианте с естественным травостоем численность актиномицетов составила 7,1 млн. КОЕ в 1 г почвы. Увеличение численности актиномицетов в вариантах с задернением объясняется наличием в почве отмершего органического вещества, образующегося в результате систематического скашивания надземной массы. Минимальная численность микроорганизмов на чёрном пару свидетельствует о необходимости регулярного внесения органического вещества.

Таблица 1 – Биологическая активность почвы в ме^дурядьях яблоневого сада, находящегося под задернением (2016-2018 гг.)

Степень развития грибов позволяет выявить направленность почвообразовательного процесса. В нашем случае задернение ме^дурядий сада естественной растительностью, а так^е посевом бобово-злаковых смесей привело к существенному сокращению численности микроскопических грибов. На чёрном пару в среднем за три года количество грибов составило 7,3 тыс. в КОЕ в 1 г сухой почвы, на задернении их численность была в пределах 5,1-5,7 тыс. КОЕ в 1 г почвы. При этом наименьшее количество было в варианте с посевом 30% клевера красного +70% тимофеевки луговой. Сни^ение численности грибов свидетельствует о создании под задернением более благоприятных условия для дернового почвообразовательного процесса.

Задернение ме^дурядий бобово-злаковой растительностью привело к увеличению нитрификаторов, численность которых составила 3,6-3,9 тыс. КОЕ в 1 г сухой почвы. На чёрном пару количество нитрификаторов было 2,2 тыс. КОЕ в 1 г почвы.

Содер^ание ме^дурядий под чёрным паром приводит к усилению процессов минерализации. Задернение, в отличие от чёрного пара, приводит к более интенсивному развитию процессов превращения органического вещества почвы при относительном уменьшении его минерализации. Таким образом в ме^дурядьях, находящихся под задернением сни^аются относительные потери органического вещества, повышается ёмкость и скорость биологического круговорота веществ.

Показателем, отра^ающим характер почвообразовательного процесса и усиление биологической активности почвы, является общее количество микроорганизмов на МП^ и К^^. Проведённые исследования показали, что задернение ме^дурядий сада способствует существенному увеличению численности микроорганизмов. Так, в вариантах с задернением численность микроорганизмов на МП^ составила 7,3-7,9 млн. КОЕ в 1 г абсолютно сухой почвы, на чёрном пару – 7,1 млн. КОЕ в 1 г почвы. Соответственно на К^^ численность микроорганизмов составила на задернении 34,2-42,0 млн. КОЕ в 1 г почвы, против 21,4 млн. КОЕ на чёрном пару. Общая численность микроорганизмов в вариантах с задернением превышала аналогичный показатель на чёрном пару в 1,46-1,75 раза. Среди изучаемых бобово-злаковых компонентов выделился вариант содер^ащий 70% клевера красного + 30% тимофеевки луговой. В этом варианте отмечено наибольшее количество микроорганизмов – 49,9 млн. КОЕ в 1 г почвы. В варианте с естественным задернением численность микроорганизмов МП^+К^^ была ни^е, чем под сеяными травами и составила 41,5 млн. КОЕ в 1 г почвы.

Выво^ы. Проведённые исследования показали, что задернение ме^дурядий яблоневого сада многолетней травянистой растительностью, особенно состоящей из смеси бобовых и злаковых трав, существенным образом повышает биологическую активность почвы. При этом в почве, находящейся под задернением, сни^ается количество микроскопических грибов; усиливаются процессы трансформации органического вещества; происходит сни^ение интенсивности процессов минерализации.

На чёрном пару происходит увеличение численности микроорганизмов, участвующих в минерализации органического вещества и превращении азота в почве.