К.б.н. Белоусова Е.Н., к.б.н. Белоусов А.А.

ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет

Влияние удобрений и «Байкал-эм-1» на биологическую активность структурных агрегатов дерново-подзолистой почвы

Действие удобрений на почву многопланово и во многом не расшифровано до конца (Ландина, 1992). Известно, что внесение органических и минеральных компонентов в большей степени результативно на малоплодородных почвах. Состояние устойчивости дерново-подзолистой почвы и уровень ее плодородия, прежде всего, может обеспечиваться за счет постоянного притока тех факторов, которые в данной почве очень слабо выражены. К ним относятся: 1) невысокое содержание гумуса и лабильного органического вещества; 2) слабая обеспеченность азотом и фосфором; 3) кислая реакция среды; 4) невысокая биогенность; 5) легкий гранулометрический состав и удовлетворительная оструктуренность. Первые четыре фактора при эффективном применении агротехнических средств можно значительно оптимизировать. Сложнее улучшить и сохранить на необходимом уровне структуру и структурность. По мнению Е.В. Шеина (2006) образовывать устойчивые агрегаты – это самое важное структурное и функциональное свойство почвы.

В результате агрогенного воздействия нарушается сбалансированность круговорота веществ, биофильных элементов. Это сопровождается снижением устойчивости агроэкосистем и нарушением способности к самовосстановлению. Данное обстоятельство является “прямой дорогой” к деградации почв. Обозначенная проблема требует комплексного, системного решения. Мы начали свои исследования с самых элементарных (простых) модельных экспериментов. Цель данного сообщения: исследовать влияние удобрительных средств разной природы на биологическую активность и биогенность дерново-подзолистой почвы.

Задачи:

1. Оценить уровень продуцирования СО₂ и каталитическую активность в вариантах опыта;

2. Проанализировать влияние удобрений на уровень активности;

3. Оценить влияние размера агрегатов дерново-подзолистой почвы на показатели биологической активности.

Объектом нашего исследования были образцы дерново-подзолистой почвы с размером агрегатов 5-3 и 3-1 мм. Схема опыта представлена следующими вариантами: 1) почва без удобрений (контроль); 2) почва + гуми-20^*; 3) почва + минеральные удобрения^**; 4) почва + “Байкал-ЭМ-1”. ^***

* Гуми-20 – водорастворимый концентрат, содержит в пересчете на сухое вещество не менее 60% гумата натрия (д.в.), N – 0,5-2%, P – 0,5-2%, K – 0,1-1%, микроэлементы природного происхождения.

** Минеральные удобрения были представлены аммиачной селитрой (N_аа) и гранулированным суперфосфатом (Р_сг).

*** “Байкал-ЭМ-1” – концентрат в виде жидкости, содержащий более 80 видов микроорганизмов, включающие аэробные и анаэробные группы, грибы, дрожжи и биологически активные вещества.

Методика лабораторных исследований была следующей: в цилиндры (колонки) из полированного картона высотой 10 см и диаметром 5 см набивалась почва с агрегатами размером 5-3 и 3-1 мм в трехкратной повторности. Цилиндры с почвой ставились на капиллярное насыщение водой (контроль) и растворами удобрений снизу до потемнения поверхности почвы. Скорость продуцирования СО₂ определяли абсорбционным методом в модификации И.Н. Шаркова (1986), активность каталазы газометрическим методом Ф.Х. Хазиев (2005) .

Результаты представлены в таблице 1 с учетом пересчета на г СО₂/м²/сут.

Таблица 1. Интенсивность продуцирования СО₂ в структурных агрегатах дерново-подзолистой почвы (n = 3)

Варианты	Средние, г СО2/м^2/сут.
	5-3 мм	3-1 мм
1. Почва (контроль)	18,2	8,7
2. Фон + гуми-20	10,4	4,9
3. Фон + Nаа и Рсг	11,4	13,7
4. Фон + “Байкал ЭМ 1”	9,0	8,1
НСР05	5,1	1,0

Мы установили, что в период сразу после обогащения дерново-подзолистой почвы растворами исследуемых препаратов произошло существенное снижение скорости продуцирования СО₂ из агрегатов 5-3 мм. Уровень активности в контроле соответствовал “среднему” по шкале Д.Г. Звягинцева (табл. 2), а на опытных вариантах “слабому”.

Таблица 2. Шкала для оценки биологической активности почвы (1978)

Показатель	Активность
	Слабая	Средняя	Высокая
Выделение г СО2 / м^2/сут.	<12	12-24	>24
Каталаза, О2, см^3/г/мин.	< 3	3-30	>30

Питательные субстраты и “эффективные микроорганизмы”, каждый в отдельности не вызвали всплеска биологической активности. Наоборот, мы наблюдали ее снижение. Очевидно, что в каждом варианте причины отмеченного могли быть разные. Раствор гуми-20 не активизировал биологические процессы, на наш взгляд, из-за отсутствия достаточного количества активной микрофлоры в почве, способной “воспользоваться” легкодоступным субстратом. На фоне минеральных удобрений, возможной причиной слабой величины эмиссии СО₂ из агрегатов 5-3 мм являлось низкое содержание, как лабильного органического вещества, так и микроорганизмов. Минимальную скорость продуцирования СО₂ при внесении “Байкал-ЭМ-1” можно объяснить отсутствием благоприятных факторов для проявления активности внесенных в почву микробов, а также небольшим промежутком времени для их закрепления в почве. Отсюда следует, что почва контрольного варианта находилось в состоянии устойчивости. Размер межагрегатных пор, по-видимому, благоприятно отразился на диффузии углекислого газа в атмосферу сосуда-изолятора контрольного варианта. Как считает Г.А. Заварзин (2003) достаточно небольшой разницы в парциальном давлении, чтобы кислород двинулся в почву, а углекислота стала выходить из нее. Сравнивая интенсивность выделения СО₂ между агрегатами 5-3 мм и 3-1 мм установлено, что более крупные отдельности продуцировали, в среднем, больше углекислоты, чем мелкие (табл. 3).

Таблица 3. Интенсивность продуцирования углекислого газа в агрегатах дерново-подзолистой почвы

Варианты	Среднее, г СО2/м^2/сут.
5-3 мм	12,2
3-1 мм	8,8
	tф < tт

По-видимому, для дерново-подзолистой почвы очень важным фактором проявления биологической активности является оптимальный воздушный режим. Следовательно, агрегаты 5-3 мм лучше обеспечивали кислородом микроорганизмы в связи с большей межагрегатной пористостью. Это предположение подтверждается данными каталитической активности, определенными нами параллельно с измерением скорости продуцирования углекислого газа (табл. 4). Для функционирования этого фермента очень важна обеспеченность кислородом.

Таблица 4. Каталитическая активность в структурных агрегатах дерново-подзолистой почвы (n = 3)

Варианты	Средние, см^3/1г/1 мин.
	5-3 мм	3-1 мм
1. Почва (контроль)	1,8	0,9
2. Фон + гуми-20	1,9	1,6
3. Фон + Nаа и Рсг	1,7	1,6
4. Фон + “Байкал ЭМ 1”	1,9	1,2
НСР05	Fф < Fт

Отмечаемый слабый уровень активности связан, на наш взгляд, со свойствами самой исследуемой почвы. Известно, что активность каталазы характеризует интенсивность окисления органического вещества в процессе дыхания. Недостаток этого компонента в исследуемой почве, несомненно является основным фактором сдерживания биологических процессов и биогенности в ней.

Список литературы:

1. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии.- М.: Наука. – 2003.- 348 с.

2. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей // Почвоведение. – 1978. – N 6. – с. 44-52.

3. Ландина М.М. Почвенный воздух. – Новосибирск: Наука, 1992. – 169 с.

4. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии/ Ф.Х. Хазиев; Ин-т биологии Уфим. НЦ. –М.: Наука, 2005. – 252 с

5. Шарков И.Н. Метод оценки потребности в органических удобрениях для создания бездефицитного баланса углерода в почве пара // Агрохимия. – 1986. N 2. – с. 109-118.