Введение к работе
Актуальность проблемы. В основе повышения окультуренности обрабатываемых дерново-подзолистых почв лежат антропогенные воздействия на биохимические процессы трансформации веществ, осуществляемые разнообразными представителями почвенного микробоценоза. Практически на сукцессии почвенных микроорганизмов можно направленно воздействовать только технологическими приемами путем изменения водно-воздушного, теплового, пищевого режимов почвы. В зависимости от характера этого воздействия, сопровождающегося изменением экологической обстановки почвы, изменяются сложившаяся равновесная система и структура микробоценоза и ее многообразные функции. Среди элементов технологий на обработку почвы приходятся наибольшие энергетические затраты в земледелии. Создаваемые при разных обработках различные условия в уровне аэрации и обеспеченности энергетическими и пищевыми ресурсами в обрабатываемом слое и определяют в каждом случае свой ход микробиологических процессов распада и синтеза многообразных зеществ, влияющих на способность почвы производить растительную продукцию.
Технологические системы механического воздействия на почву, в которых первостепенными являются способы основной обработки почвы, со временем изменяются в связи с новыми техническими, технологическими и экономическими возможностями хозяйств. В последнее 10-летие после периода интенсификации усилилось изучение систем биологизированного земледелия и энергосберегающих технологий. Важным звеном в биологической системе земледелия является использование возможности диазо-трофов фиксировать азот атмосферы.
Однако несмотря на очевидную необходимость изучения состава и деятельности микробного сообщества почвы, новые технологические разработки на дерново-подзолистых почвах центра Нечерноземной зоны не обеспечены микробиологическими исследованиями. Изучение этой проблемы, помимо выявления приемов улучшения биологических свойств почвы, дает возможность прогнозировать изменение уровня окультуренности почвы под влиянием способов основной обработки, что важно для научного обоснования их применения.
Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить особенности влияния способов основной обработки дерново-подзолистой почвы на структуру микробных ценозов и микробиологических процессов и опре-
делить оптимизирующие биологическую активность способы, способствующие окультуриванию почвы.
В соответствии с целью исследования решались следующие задачи:
- установить изменение структуры и активности микробоценоза
профиля пахотного слоя почвы при длительной бессменной поверхност-
ной обработке и при чередовании ее с обычной вспашкой;
выявить влияние удобрений на формирование микробиологического профиля пахотного слоя почвы при разных способах основной обработки;
определить особенности и продолжительность последействия мелиоративной ярусной обработки на развитие и активность микробного сообщества пахотного и подпахотного слоев почвы;
установить относительный уровень азотфиксирующей способности почвы, определяемый свободноживущими диазотрофами, при разных способах основной обработки почвы.
Научная новизна. Впервые в длительных полевых стационарных севооборотных опытах в условиях региона центра Нечерноземной зоны получены экспериментальные данные о ходе изменения биологических процессов в дерново-подзолистой почве в зависимости от изучаемых приемов основной обработки.
Установлено, что длительная замена обычной вспашки поверхностной мелкой обработкой приводит к изменению биологической активности профиля почвы. Наиболее благоприятные условия для микробиологической деятельности складываются при определенном чередовании в севообороте поверхностной обработки со вспашкой.
Двухъярусная вспашка устойчиво повышает в течение ротации севооборота биологическую активность нижнего слоя пахотного горизонта. Показано, что повторная заделка в начале второй ротации севооборота органических удобрений двухъярусным плугом приводит к изменениям направленности микробиологических процессов, выражающимся в заторможенности процессов минерализации, накоплении аммиачных форм азота. Нами установлено положительное влияние поверхностной обработки почвы на процесс фиксации азота свободноживущими диазотрофами и ингибирование этого агрономически важного процесса при послойной заделке органических удобрений ярусным плугом.
Практическая ценность работы. Установлено, что в течение двух ротаций восьмипольного зерно-травяного севооборота более благоприятный микробиологический фон пахотного слоя формируется при опреде-
ленном чередовании в качестве основных обработок обычной вспашки и мелкого поверхностного дискования по сравнению с бессменными этими обработками.
После двукратного применения двухъярусной вспашки на фоне органических удобрений в начале ротаций семипольного севооборота происходит замедление процессов минерализации, накопление азота в аммиачной форме, что сокращает потери азота от вымывания и денитрифика-ции и обеспечивает более эффективное использование органических удобрений.
Азотфиксирующий потенциал свободноживущих диазотрофов наиболее эффективно используется при мелкой поверхностной обработке почвы в качестве основной обработки почвы.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на Всесоюзном совещании "Продуктивность сенокосов и пастбищ" (Пущино, 1985 г.), на научно-практической молодежной конференции НПО "Подмосковье" (Немчиновка, 1987 г.), на конференции молодых ученых в ТСХА (9-12 июня 1987 г.), на Ш Всесоюзном симпозиуме по почвенной биодинамике (Таллин, 1988 г.), на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Пермского СХИ (Пермь, 1988 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из семи глав, выводов и практических рекомендаций (всего 202 с, содержит 38 таблиц, 21 рисунок), списка использованной литературы, включающего 325 источников, в том числе 27 иностранных, приложения ( 26 с, содержащих 20 таблиц и 6 рисунков).