Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы в мировой практике активно развивалось ландшафтное планирование, а в России сложился адаптивно-ландшафтный подход к разработке и проектированию систем земледелия (Ки-рюшин, 1996, 2000, 2004, 2010). Поскольку охрана и рациональное использование почвенных ресурсов - важнейшие стратегические направления адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ), возникает необходимость дальнейшего изучения и уточнения вопросов, связанных с изменением физических, агрохимических и биологических свойств почвы, а также некоторых диагностических аспектов управления биологическими процессами.
В связи с новыми задачами проектирования и усовершенствования АЛСЗ и наукоемких агротехнологий существенно повышаются требования к оценке их воздействия на экологически важные составляющие почвенных комплексов и, в первую очередь, на почвенную биоту. Известно, что анализ состояния микробного сообщества позволяет получить точную информацию об изменениях, происходящих в почве (Мишустин, 1972, 1976; Минеев, 1990, 1993, 1996, 1998, 2001; Благовещенская, 2004; Звягинцев, 2005; Полянская, 1997, 2005; Селива-новская, 2006, Завьялова, 2006; Джанаев, 2008 и др.). Знание закономерностей изменения этих процессов в конкретных экологических условиях Владимирского ополья послужит одной из основ для разработки и внедрения рациональных практических приемов для направленного управления плодородием серых лесных почв.
Цель исследований: Изучить изменение биологических показателей плодородия серой лесной почвы, используемой в системе адаптивно-ландшафтного земледелия, для оценки устойчивости микробного ценоза к длительному антропогенному воздействию в агросистемах.
Задачи исследований:
Выявить изменения количественного и качественного состава микроорганизмов и биологической активности серых лесных почв Владимирского ополья под воздействием различных агротехнических приемов в условиях адаптивно-ландшафтной системы земледелия;
Изучить изменения биологической активности почв под воздействием применяемых систем удобрений различного уровня интенсификации;
Оценить изменения микробиологических и биохимических процессов в зависимости от приема основной обработки почвы в условиях адаптивно-ландшафтной системы земледелия;
Определить уровень фитотоксичности почв агр о ландшафтов при различной агрогенной нагрузке и выявить роль почвенной микробиоты в ее возникновении.
Провести сравнительную оценку биологической активности почвы аг-робиоценозов разной интенсивности с естественными биоценозами.
Научная новизна. Впервые установлены закономерности и тенденции в изменении количественного и качественного состава микроорганизмов, их активности в зависимости от уровня применения удобрений и приема основной обработки серой лесной почвы Владимирского ополья в системе адаптивно -ландшафтного земледелия, как результата многолетнего воздействия современных систем земледелия и агротехнологий.
Впервые определена фитотоксичность серой лесной почвы Опольной зоны в условиях АЛСЗ, подверженной длительному сельскохозяйственному использованию различной интенсивности. Экспериментально доказано, что длительное ежегодное применение высоких доз минеральных удобрений приводит к возрастанию токсических эффектов. Установлена тесная отрицательная корреляционная связь между уровнем фитотоксичности почвы и отдельными показателями ее биологической активности. Определены индикационные микробиологические показатели для оценки функционального состояния агрофонов в системе адаптивно-ландшафтного земледелия, рассчитан интегральный показатель биологической активности почвы агробиоценозов разной интенсивности.
Практическая значимость. Исследования состояния комплекса почвенных микроорганизмов в системе адаптивно-ландшафтного земледелия дают возможность четко выявить значимость отдельных агротехнических мероприятий и их влияние на биологическую активность серой лесной почвы. Результаты исследований можно использовать для усовершенствования существующих АЛСЗ, применяемых в зоне Ополий. Изменения в структуре комплекса почвенных микроорганизмов позволяют оценить вероятность возникновения фитотоксичности почвы на агрофонах различной интенсификации. Следует рассчитывать и корректировать дозы удобрений не только для получения планируемой продуктивности возделываемых культур и бездефицитного баланса гумуса, но и с учетом воздействия их на почвенно-микробиологический комплекс и биологическую активность серых лесных почв. Полученные результаты позволят дополнить микробиологическими элементами, разрабатываемые критерии устойчивости почвенного покрова к антропогенным нагрузкам и рекомендации по регулированию плодородия серой лесной почвы в условиях адаптивно-ландшафтного земледелия. Результаты диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе вузов по дисциплинам «Биология почв», «Агрохимия», «Почвенная микробиология».
Личный вклад автора состоит в экспериментальном решении поставленных задач, в анализе и обобщении полученных результатов. Все основные разделы представленной работы выполнены лично автором.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и получили положительную оценку на международных и всероссийских научно-практических конференциях: «Ресурсосбережение и диверсификация как новый этап развития идей А.И. Бараева о почвозащитном земледелии» (Шортанды, 2008); «Ресурсосберегающие технологии для земледелия и животноводства Владимирского ополья», (Суздаль, 2008); «Эрозия почв: проблемы и пути повышения эффективности растениеводства» (Ульяновск, 2009); Гуминовые вещества в биосфере (Санкт-Петербург, 2010); «Энергосберегающие технологии обработки почвы в адаптивном земледелии» (Москва, 2010); «Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока РФ» (Саранск, 2010); «Актуальные проблемы развития агропромышленного комплекса в Верхневолжье» (Суздаль, 2011); «Сохранение и воспроизводство плодородия почв в адаптивно-ландшафтном земледелии» (Курск, 2011).
Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 21 работа, включая 2 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 172 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, выводов, содержит 21 таблицу и 29 рисунков, 12 приложений. Библиография включает 312 источников, в том числе 42 на иностранных языках.
