Введение

 

В настоящее время сельскохозяйствен­ное производство является мощным фак­тором антропогенного воздействия на ок­ружающую среду. Хозяйственное использова­ние земель приводит к коренной пере­стройке природных ландшафтов и фор­мированию антропогенных. Применяя не­обходимые севообороты и удобряя поч­ву, человек стремится поддерживать пло­дородие почвы для повышения урожаев [12]. Одним из условий сохранения и дальнейшего повышения плодородия орошаемых почв является постоянное совершенствование агротехнических приемов возделывания сельскохозяйственных культур, среди которых огромное значение для каждой почвенно-климатической зоны имеет построение научно-обоснованных систем чередования культур в полевых севооборотах. Севообороты оказывают многогранное влияние на сложные биохимические процессы, протекающие в почве. Авторами показано, что севооборот играет главную роль в сохранении плодородия [3] и повышении биологической активности почв [16, 17].

Цель настоящего исследования – многолетнее сравнительное изучение закономерностей изменения биологической активности почв субтропической зоны в целинных вариантах, в севообороте и при бессменном выращивании культур, которое позволяет глубже и полнее понять значение севооборотов в повышении плодородия почв и получения высоких урожаев.

 

Объекты и методы проведения исследований

 

Объектами исследований являются орошаемые и целинные cеро-бурые, лугово-сероземные, аллювиально-лугово-лесные и желтоземно-глеевые почвы Азербайджана, исследования проводились в 1992—2015 годы.

В орошаемых серо-бурых почвах (in WRB – Irragic gypsic calsisols) сухих субтропиков содержание гумуса составляет 1,5—1,9%, реакция почвенной среды слабощелочная (8,3—8,5), почва засоленная (хлорид-сульфатная). За годы исследований на орошаемых серо-бурых почвах в шестипольном овоще-кормовом (I схема) севообороте возделывали следующие культуры:

1. Люцерна 1-го года пользования + ячмень;

2. Люцерна 2-го года пользования;

3. Арбуз;

4. Картофель;

5. Чеснок;

6. Капуста белокочанная + томат.

В пятипольном овощном (II схема) севообороте:

1. Томат;

2.Фасоль;

3. Арбуз;

4. Картофель;

5. Фасоль.

Контролем служили одни и те же участки, где бессменно выращивали следующие культуры: томат, картофель, чеснок, белокочанная капуста, арбуз, фасоль.

В орошаемых лугово-сероземных почвах (in WRB – Irragic gleyic calsisols) сухих субтропиков пахотный горизонт содержит 1,3—2,8% гумуса. В морфологическом строении лугово-сероземных почв часто встречаются признаки засоления и оглеения. В орошаемых лугово-сероземных почвах в четырехпольном овоще-кормовом севообороте возделывали следующие культуры:

1. Люцерна 1-го года пользования;

2. Люцерна 2-го года пользования;

3. Огурцы;

4. Томат.

Контроль – на одних и тем же участках бессменно выращивали следующие культуры: огурец и томат.

В орошаемых аллювиально-лугово-лесных почвах (in WRB – Irragic mollic luvisols) полузасушливых субтропиков содержание гумуса составляет 3,0—3,5%, карбонатность наблюдается по всему профилю, реакция почвенной среды – слабощелочная (8,0—8,1). В шестипольном овоще-кормовом севообороте возделывали следующие культуры:

1. Люцерна 1-го года пользования + ячмень;

2. Люцерна 2-го года пользования;

3. Лук репчатый;

4. Огурцы;

5. Капуста белокочанная;

6. Травы  (на сидерат ) + томат.

Контроль – на одних и тех же участках бессменно выращивали следующие культуры: томат, лук репчатый, огурцы, капуста белокочанная.

В орошаемых желтоземно-глеевых почвах (in WRB – Irragic gleyic luvisols) влажных субтропиков содержание гумуса составляет в верхних горизонтах 2,5—5,0%, реакция почвенной среды кислая (водный 5,5—6,5, солевой 5,0—5,5). В орошаемых желтоземно-глеевых почвах в пятипольном овощном севообороте возделывали следующие культуры:

1. Томат;

2. Капуста белокочанная + кукуруза на силос;

3. Лук репчатый;

4. Фасоль;

5. Фасоль.

Контроль – на одних и тех же участках бессменно выращивали следующие культуры: томат, капуста белокочанная, кукуруза на силос, лук репчатый, фасоль.

Показатели биологической активности почв определены по следующим методикам: в полевых условиях интенсивность выделения углекислого газа определяли по Макарову [11], разложения целлюлозы – по Вострову и Петровой [2], в лабораторных условиях активность ферментов – по Хазиеву [14], интенсивность процесса нитрификации – по Болотиной, Абрамовой [1], аммонификации – по Теппер с соавт [13]. Микробиологические анализы проведены методом посева на стандартных питательных средах по методике Института Микробиологии Академии Наук СССР (Москва): на мясо-пептонном агаре (МПА) учитывали общее количество бактерий, использующих органический азот, на крахмало-аммиачном агаре (КАА) – численность бактерий, утилизирующих минеральные формы азота, на среде Чапека – почвенные микроскопические грибы. Далее подсчитывали общее число колоний, выросших на данной среде, и определяли общую численность микроорганизмов определенной физиологической группы. Все наблюдения проводили в пахотном (в слое 0–25 см) и подпахотном (в слое 25–50 см) горизонтах, все анализы проводились в 3-х кратной повторности. Полученные данные подвергались статистической обработке по общепринятой методике.  

 

 

Результаты исследования и их обсуждение

 

Установлено, что на формирование и изменение биологических свойств почв существенное влияние оказывает использование их в сельскохозяйственном производстве, которое представляет собой комплекс разнообразных антропогенных факторов, влияющих на биологическую активность [6]. Активность ферментов является основным биохимическим показателем и индикатором плодородия почв и диагностическим показателем биохимических процессов [6, 17]. Ферментативная активность почвы отражает интенсивность и направленность в ней основных биохимических процессов: синтеза и распада гумуса, гидролиза органических соединений, окислительно-восстановительного режима почвы. Ферментативный пул почвы характеризует не только текущий уровень биохимических процессов в почве, но и интенсивность деятельности почвенной биоты в прошлом, поскольку ферменты способны иммобилизоваться и накапливаться в почве, и при определенных условиях проявлять биокаталитические функции [15].  

Активность фермента инвертазы. В орошаемых желтоземно-глеевых почвах ферментативная активность инвертазы была наиболее высокой. Если в орошаемых серо-бурых почвах ферментативная активность инвертазы в 0—50 см слое колебалась в интервале 6,40—15,26, при бессменном возделывании – 5,38—11,83; в лугово-сероземных почвах, соответственно, – 6,19—12,63 и 3,66—8,75; в аллювиально-лугово-лесных почвах – 7,01—12,15 и 4,01—8,56; то в желтоземно-глеевых почвах – 8,30—15,35 и 6,69—13,17 мг глюкозы на г почвы за 24 часа (таблицы 1—4). Биологическая активность изучаемых почв убывает в следующем ряду: желтоземно-глеевые > серо-бурые > аллювиально-лугово-лесные > лугово-сероземные.

Активность фермента уреазы. В орошаемых серо-бурых почвах активность фермента уреазы в пахотном и подпахотном слоях изменялась в интервале 2,02—4,20 и при бессменном – 1,41—2,97, в лугово-сероземных почвах, соответственно, 1,76—5,01 и 0,92—2,44; в аллювиально-лугово-лесных почвах –

 

Таблица 1 – Статистическая обработка активности ферментов орошаемых серо-бурых почв

Варианты

Глубина, см

 n

инвертаза,

мг глюкоза/г почвы за

24 час

x±t05sx

уреаза,

мг/NH4

1 г почвы за 24 час

x±t05sx

фосфатаза,

мг/P2O5 г почвы за

1 час

x±t05sx

каталаза,

см3 О2

г почвы за

1 мин

x±t05sx

дегидрогеназа,

мг/TFF 10 г

почвы за 24 час

x±t05sx

 I схема – шестипольный овоще-кормовой севооборот

I Люцерна 1-го года

пользования + ячмень

0-25

108

12,30±0,342

3,12±0,085

2,91± 0,078

13,8±0,596

6,69±0,171

25-50

108

10,75±0,371

2,76±0,080

1,71± 0,065

11,6±0,618

5,10±0,190

II Люцерна II года

пользования

0-25

108

14,19±0,309

3,62±0,113

3,35± 0,112

15,0±0,651

8,26±0,315

25-50

108

12,21±0,318

3,29±0,112

2,27± 0,109

13,5±0,652

6,57±0,311

III

Арбуз

0-25

108

12,47±0,406

3,42±0,111

2,78± 0,092

13,6±0,535

6,84±0,221

25-50

108

10,62±0,302

2,89±0,121

2,04± 0,076

11,7±0,460

4,64±0,139

IV

Картофель

0-25

108

10,78±0,447

2,97±0,106

2,40± 0,101

12,3±0,438

4,85±0,212

25-50

108

9,25±0,306

2,38±0,077

1,78± 0,102

10,0±0,380

2,97±0,103

V

Чеснок

0-25

108

8,59±0,370

2,61±0,089

1,74± 0,098

11,2±0,414

4,55±0,158

25-50

108

7,73±0,288

2,20±0,072

1,36± 0,071

8,7±0,323

3,91±0,126

VI Белокочанная

капуста +томат

0-25

108

12,27±0,329

3,10±0,089

2,72± 0,056

13,3±0,469

5,26±0,178

25-50

108

10,68±0,319

2,76±0,078

2,20± 0,065

10,8±0,414

4,34±0,213

II схема – пятипольный овоще-бобовый севооборот

I

Картофель

0-25

90

9,86±0,436

2,71±0,105

2,17±0,107

11,1±0,461

4,40±0,176

25-50

90

8,31±0,388

2,23±0,081

1,30±0,037

8,8±0,306

2,69±0,132

II

Фасоль

0-25

90

12,44±0,483

3,43±0,126

3,10±0,079

13,4±0,581

6,36±0,218

25-50

90

11,01±0,377

3,19±0,130

2,22±0,093

11,4±0,604

4,87±0,165

III

Арбуз

0-25

90

10,99±0,426

3,17±0,133

2,43±0,103

11,3±0,610

5,95±0,192

25-50

90

9,66±0,309

2,56±0,115

1,86±0,080

8,9±0,386

4,23±0,170

IV

Томат

0-25

90

10,40±0,340

2,83±0,106

2,66±0,069

11,3±0,449

5,25±0,152

25-50

90

9,11±0,356

2,46±0,094

2,19±0,089

9,7±0,407

4,57±0,170

V

Фасоль

0-25

90

12,56±0,436

3,31±0,118

3,13±0,120

14,2±0,621

6,61±0,216

25-50

90

10,97±0,336

3,03±0,108

2,27±0,078

11,8±0,672

4,59±0,164

Бессменно

1

2

3

4

5

6

7

8

Томат

0-25

108

8,82±0,492

1,95±0,120

1,70±0,102

9,1±0,481

3,55±0,142

25-50

108

7,74±0,424

1,65±0,108

0,79±0,056

7,7±0,445

3,01±0,141

Арбуз

0-25

108

8,23±0,417

2,01±0,091

1,33±0,122

7,5±0,406

3,12±0,189

25-50

108

6,96±0,411

1,53±0,084

0,67±0,046

6,7±0,417

2,28±0,118

Картофель

0-25

108

8,43±0,372

2,10±0,112

1,43±0,071

8,4±0,402

2,65±0,125

25-50

108

7,13±0,344

1,61±0,087

0,83±0,058

7,1±0,426

1,62±0,091

Чеснок

0-25

108

7,81±0,357

1,73±0,108

0,74±0,053

7,6±0,301

2,27±0,105

25-50

108

5,99±0,270

1,40±0,049

0,62±0,052

6,5±0,423

2,22±0,105

Белокочанная  капуста

0-25

108

10,18±0,364

2,71±0,102

1,91±0,147

9,1±0,505

4,07±0,240

25-50

108

9,22±0,305

2,30±0,096

1,48±0,105

7,1±0,440

3,27±0,161

Фасоль

0-25

90

10,34±0,536

2,72±0,120

2,16±0,145

10,6±0,611

5,07±0,281

25-50

90

9,30±0,467

2,40±0,095

1,66±0,127

8,0±0,599

3,77±0,236

 


 

Таблица 2 – Статистическая обработка активности ферментов орошаемых лугово-сероземных почв

Варианты

Глубина, см

 n

инвертаза,

мг глюкоза/г почвы за

24 час

x±t05sx

уреаза,

мг/NH4

1 г почвы за 24 час

x±t05sx

фосфатаза,

мг/P2O5 г почвы за

1 час

x±t05sx

каталаза,

см3 О2

г почвы за

1 мин

x±t05sx

дегидрогеназа,

мг/TFF 10 г

почвы за 24 час

x±t05sx

 Четырехпольный овоще-кормовой севооборот

I Люцерна 1-го года

пользования

0-25

72

9,17±0,393

3,72±0,185

1,95±0,175

7,0±0,465

5,51±0,138

25-50

72

7,91±0,259

3,34±0,187

1,64±0,148

4,6±0,397

4,15±0,154

II Люцерна II года

пользования

0-25

72

10,29±0,494

4,32±0,220

2,68±0,113

8,2±0,620

5,86±0,144

25-50

72

9,37±0,373

3,91±0,195

1,88±0,089

5,2±0,409

5,33±0,142

III

Огурцы

0-25

72

9,00±0,328

3,06±0,221

1,04±0,050

6,5±0,428

5,66±0,200

25-50

72

7,57±0,402

2,39±0,194

0,43±0,036

4,7±0,405

4,81±0,265

IV

Томат

0-25

72

8,91±0,381

2,68±0,215

0,89±0,058

6,2±0,476

5,15±0,214

25-50

72

7,61±0,354

2,08±0,179

0,68±0,059

3,6±0,348

4,66±0,252

 Бессменно

Томат

0-25

72

7,20±0,446

1,96±0,205

0,30±0,052

4,1±0,427

3,79±0,367

25-50

72

5,85±0,402

1,24±0,191

0,23±0,034

2,7±0,374

2,04±0,312

Огурцы

0-25

72

6,27±0,590

1,63±0,367

0,25±0,405

3,3±1,122

2,75±0,517

25-50

72

5,08±0,332

0,95±0,148

0,20±0,230

2,7±0,333

1,57±0,143

 


 

Таблица 3 – Статистическая обработка активности ферментов орошаемых аллювиально-лугово-лесных  почв 

Варианты

Глубина, см

 n

инвертаза,

мг глюкоза/г почвы за

24 час

x±t05sx

уреаза,

мг/NH4

1 г почвы за 24 час

x±t05sx

фосфатаза,

мг/P2O5 г почвы за

1 час

x±t05sx

каталаза,

см3 О2

г почвы за

1 мин

x±t05sx

дегидрогеназа,

мг/TFF 10 г

почвы за 24 час

x±t05sx

Шестипольный овоще-кормовой севооборот

I Люцерна 1-го года

пользования + ячмень

0-25

108

9,28±0,313

4,56±0,114

1,06±0,057

6,8±0,280

5,20±0,304

25-50

108

8,53±0,329

4,02±0,084

0,82±0,057

6,1±0,256

3,83±0,245

II Люцерна II года

пользования

0-25

108

11,17±0,184

5,05±0,118

1,23±0,063

8,1±0,296

5,59±0,284

25-50

108

10,51±0,213

4,59±0,112

1,10±0,087

7,3±0,331

4,74±0,252

III

Репчатый лук

0-25

108

8,44±0,187

3,84±0,093

0,62±0,029

6,1±0,189

4,82±0,280

25-50

108

7,81±0,187

3,37±0,106

0,36±0,028

5,2±0,206

3,64±0,197

IV

Огурцы

0-25

108

8,42±0,172

3,76±0,116

0,78±0,041

6,5±0,285

3,92±0,191

25-50

108

7,86±0,171

3,20±0,092

0,57±0,038

5,7±0,290

3,00±0,148

V

Белокочанная  капуста

0-25

108

10,05±0,227

4,19±0,108

0,99±0,044

6,9±0,226

4,69±0,254

25-50

108

9,06±0,246

3,45±0,094

0,46±0,031

5,9±0,225

4,09±0,233

VI

Зеленая трава+ томат

0-25

108

10,73±0,254

4,04±0,117

0,88±0,046

8,1±0,247

5,09±0,200

25-50

108

9,57±0,244

3,55±0,118

0,61±0,033

7,3±0,232

4,27±0,142

  Бессменно

Огурцы

0-25

108

6,48±0,200

2,90±0,106

0,55±0,030

5,6±0,264

2,56±0,132

25-50

108

5,52±0,200

2,50±0,095

0,35±0,025

4,9±0,265

2,10±0,102

Белокочанная  капуста

0-25

108

7,40±0,279

3,04±0,109

0,45±0,032

5,7±0,218

3,43±0,240

25-50

108

6,10±0,208

2,58±0,092

0,35±0,025

5,0±0,242

2,89±0,186

Томат

0-25

108

6,79±0,241

3,02±0,096

0,56±0,041

5,8±0,263

3,26±0,158

25-50

108

5,64±0,160

2,30±0,071

0,41±0,032

5,2±0,263

2,62±0,104

Репчатый лук

0-25

108

5,86±0,188

3,14±0,137

0,34±0,025

5,3±0,255

1,99±0,121

25-50

108

4,87±0,146

2,82±0,143

0,19±0,016

4,6±0,239

1,75±0,112

Таблица 4 – Статистическая обработка активности ферментов орошаемых желтоземно-глеевых почв 

Варианты

Глубина, см

 n

инвертаза,

мг глюкоза/г почвы за

24 час

x±t05sx

уреаза,

мг/NH4

1 г почвы за 24 час

x±t05sx

фосфатаза,

мг/P2O5 г почвы за

1 час

x±t05sx

каталаза,

см3 О2

г почвы за

1 мин

x±t05sx

дегидрогеназа,

мг/TFF 10 г

почвы за 24 час

x±t05sx

Пятипольный овоще-бобовый севооборот

I

Томат

0-25

90

12,54±0,325

3,24±0,083

2,04±0,096

4,1±0,270

14,11±0,536

25-50

90

11,33±0,250

2,62±0,058

1,41±0,088

3,1±0,232

11,45±0,449

II

Белокочанная  капуста +qar??dal?  

0-25

90

13,11±0,289

3,27±0,094

2,37±0,069

5,2±0,255

14,63±0,523

25-50

90

11,34±0,271

2,66±0,076

1,90±0,075

3,6±0,217

12,02±0,518

III

Репчатый лук

0-25

90

10,69±0,254

2,78±0,098

1,87±0,076

3,8±0,249

12,11±0,572

25-50

90

9,16±0,316

2,44±0,098

1,15±0,081

2,8±0,172

8,38±0,390

IV

Фасоль

0-25

90

13,18±0,360

3,86±0,095

2,63±0,111

5,8±0,238

14,78±0,542

25-50

90

11,56±0,338

3,28±0,081

2,15±0,121

4,5±0,192

12,88±0,480

V

Фасоль

0-25

90

13,27±0,404

3,81±0,112

2,60±0,104

5,6±0,291

14,79±0,411

25-50

90

11,16±0,297

3,32±0,082

2,05±0,111

4,1±0,172

12,50±0,535

Бессменно

Томат

0-25

90

10,65±0,424

2,72±0,087

1,57±0,094

3,0±0,267

12,94±0,537

25-50

90

9,38±0,384

2,33±0,094

0,64±0,057

2,5±0,210

9,12±0,419

Белокочанная  капуста

0-25

90

9,96±0,444

2,38±0,145

1,03±0,078

4,5±0,272

11,78±0,540

25-50

90

8,64±0,295

2,12±0,146

0,87±0,074

3,0±0,242

7,97±0,537

Qar??dal?

0-25

90

10,42±0,313

2,96±0,148

1,01±0,073

3,9±0,249

11,50±0,491

25-50

90

8,89±0,289

2,71±0,146

0,83±0,074

2,8±0,228

8,52±0,483

Репчатый лук

0-25

90

9,31±0,403

2,18±0,159

0,68±0,060

2,3±0,177

8,40±0,452

25-50

90

7,88±0,363

1,92±0,146

0,54±0,050

1,8±0,144

6,55±0,368

Фасоль

0-25

90

11,27±0,447

3,35±0,138

1,81±0,098

4,3±0,273

12,71±0,580

25-50

90

10,40±0,441

2,92±0,129

1,11±0,082

3,7±0,226

10,40±0,443

 

 

3,12—5,35 и 2,47—3,90, в желтоземно-глеевых почвах – 2,21—3,96 и 1,97—3,49 мг NH4 г почвы за 24 часа. Более низкая уреазная активность отмечалась в желтоземно-глеевых почвах, сравнительно высокая – в аллювиально-лугово-

лесных почвах. Из всех изученных почв самая низкая уреазная активность характерна для желтоземно-глеевых почв, высокая активность отмечена в орошаемых аллювиально-лугово-лесных почвах.

         Активность фермента фосфатазы. В орошаемых серо-бурых почвах активность фермента фосфатазы в 0—50 см слое варьировала в интервале 1,56—2,81, а при бессменном выращивании этих культур – 0,69—1,92; в лугово-сероземных почвах, соответственно, 0,74—2,28 и 0,23—0,27, в аллювиально-лугово-лесных почвах – 0,50—1,15 и 0,27—0,49, в желтоземно-глеевых почвах – 1,51—2,39 и 0,61—1,46 мг P2O5  на г почвы за час. Фосфатазная активность была более высокой в орошаемых серо-бурых, лугово-сероземных и желтоземно-глеевых почвах, чем в аллювиально-лугово-лесных почвах. Фосфатазная активность была более высокой  в орошаемых серо-бурых, лугово-сероземных  и желтоземно-глеевых почвах, чем в аллювиально-лугово-лесных почвах.      

Активность фермента каталазы. В орошаемых серо-бурых почвах под выращиваемыми культурами активность каталазы в слое 0—50 см в севообороте изменялась в пределах 7,8—16,9, при бессменном выращивании – 5,9—11,2, в лугово-сероземных, соответственно, 3,3—8,6 и 1,9—4,1, в аллювиально-лугово-лесных – 4,9—9,1 и 3,0—6,5; в желтоземно-глеевых – 2,5—6,1 и 1,6—4,7 см3 O2 на 1 г почвы за минуту. Наиболее высокая активность каталазы наблюдалась в орошаемых серо-бурых почвах, а низкая – в лугово-сероземных и   желтоземно-глеевых почвах. По-видимому, в лугово-сероземных почвах засоленность, а в желтоземно-глеевых почвах кислотность ингибирует активность каталазы.

Активность фермента дегидрогеназы. В орошаемых серо-бурых почвах активность дегидрогеназы в слое 0—-50 см колебалась в интервале 3,74—8,69 и при бессменном выращивании – 2,03—5,43;  в лугово-сероземных, соответственно, 4,16—5,86 и 1,57—3,78; в аллювиально-лугово-лесных – 2,81—5,98 и 1,61—3,77, в желтоземно-глеевых – 7,86—15,50 и 5,79—8,92 мг ТФФ  на 10 г почвы за 24 часа. Наиболее высокую дегидрогеназную активность проявили желтоземно-глеевые почвы. Изучение дегидрогеназной активности орошаемых почв показало, что активность фермента в зависимости от типа почв и от биологических особенностей возделываемых культур изменяется в динамике. Наиболее высокую дегидрогеназную  активность проявили желтоземно-глеевые почвы. По-видимому, анаэробные условия в желтоземно-глеевых почвах  положительно повлияли на активность дегидрогеназы.

Биогенность орошаемых почв. Микроорганизмы – основной компонент почвы, определяющий интенсивность ее биологических  процессов, связанных с трансформацией органического вещества и циклом питательных элементов. Одним из важнейших направлений экологии микроорганизмов является изучение микробных сообществ почв, что представляет значительный интерес для решения многих ключевых задач, включая плодородие черноземов и устойчивость природных экосистем [4]. Почвенная микробиота – чувствительный индикатор последствий разного рода антропогенных воздействий на почву [7]. Анализ особенностей функционирования почвенных микроорганизмов в естественных экосистемах, позволяет определять причины происходящих в ней изменений и наметить пути их регулирования [9, 10]. 

Микробное сообщество почвы и ризосферы растений, их функциональное состояние тесно связаны с агротехническими приемами ведения сельскохозяйственных культур [8,17].

В орошаемых серо-бурых почвах в слоях 0—50 см общая численность микроорганизмов (рис.1)  в севообороте колебалась в пределах (2,1—2,8) × 106, бактерии – (1,4—2,0) × 106, спорообразующих бактерий – (0.1–0.2) × 106, актиномицетов – (2.6—5.9) × 105 и микроскопических грибов – (1.4–3.8) × 103, в лугово-сероземных соответственно – (2,0—2,2) × 106; (1,0—1,3) × 106; (0,3—0,4) × 106; (4,8—6,2) × 105 и (3,9—4,9) × 103, в аллювиально-лугово-лесных – (2,7—3,6) × 106; (2,2—3,2) × 106; (0,8—1,1) × 106; (3,9—4,6) × 105 и (2,6—6,2) × 103 и в желтоземно-глеевых - (2,4—3,0) × 106; (1,6—2,1) × 106; (0,2—0,3) × 106; (5,1—5,5) × 105 и (2,3—5,2) × 103 КОЕ/г /г сухой почвы. В серо-бурых и лугово-сероземных почвах сухой субтропической зоны и под монокультурами количество микроорганизмов было наименьшим.

 

 

Рис 1 – Общая численность микроорганизмов  орошаемых  почв, тыс.  г/почвы. Условные обозначения:  I схема  орошаемая серо-бурая  почва; II  схема  орошаемая серо-бурая  почва; III схема  орошаемая лугово-сероземная почва; IV схема  орошаемая аллювиально-лугово-лесная почва; V схема  орошаемая желтоземно-глеевая почва; 1, 3, 5, 7, 9 – севооборот; 2, 4, 6, 8, 10 – бессменное возделывание (контроль).

 

 Интенсивность нитрификации почв. В орошаемых серо-бурых почвах интенсивность нитрификации в севообороте в слое 0—50 см изменялась в интервале 27,5—96,9, в лугово-сероземных 8,4—13,6, в орошаемых аллювиально-лугово-лесных почвах – 13,2—50,0, в желтоземно-глеевых почвах – 13,1—33,7 и 8,1—19,8 мг N-NO3/кг, интенсивность при бессменном выращивании этих культур была сравнительно более низкой. Активность минерализации азотосоединений в желтоземно-глеевых почвах была сравнительно низкой.

Интенсивность аммонификации почв. В орошаемых серо-бурых почвах активность процесса аммонификации в слоях 0—50 см в севоообороте колебалась в интервале 10,6—29,0, а при бессменном выращивании этих культур – 7,0—20,8, в лугово-сероземных – 33,9—45,4 и 13,8—30,6, соответственно. В орошаемых аллювиально-лугово-лесных почвах – 22,0—54,5 и 17,8—32,8, в орошаемых желтоземно-глеевых почвах – 88,1—131,7 и 80,6—121,4 мг N-NH4/кг. Интенсивность процесса аммонификации изучаемых почв убывает в следующем ряду: орошаемые желтоземно-глеевые>аллювиально-лугово-лесные > серо-бурые > лугово-сероземные.

Интенсивность выделения углекислого газа из почвы. Интенсивность выделения углекислого газа в орошаемых серо-бурых почвах в севообороте колебалась в интервале 2,53—4,16, при бессменном выращивании этих культур – 2,27—3,49, в орошаемых лугово-сероземных – 2,59—4,03 и 1,11—2,6 соответственно, в орошаемых аллювиально-лугово-лесных – 2,39—4,50 и 1,52—2,96 и в орошаемых желтоземно-глеевых – 3,99—8,07 и 2,06—3,42 кг СО2/га в час, а при бессменном выращивании этих культур была наиболее низкой.

Интенсивность разложения целлюлозы. Интенсивность разложения целлюлозы в орошаемых серо-бурых почвах колебалась в пределах 4,6—15,9 %, при бессменном выращивании – 4,4—11,2 %, в лугово-сероземных – 18,3—36,5 % и 15,6—28,8 %, соответственно. В орошаемых аллювиально-лугово-лесных почвах – 8,9—33,5 % в севообороте, и 7,2—22,0 % – при бессменном выращивании, в орошаемых желтоземно-глеевых почвах – 11,1—34,4 % в севообороте и 14,1—28,5 % при бессменном выращивании овощей.

Интегральный показатель биологического состояния почвы (ИПБСП). В последние годы в научной литературе наблюдается повышенный интерес к оценке биологического состояния почв [5 ]. ИПБС орошаемых серо-бурых почв в I схеме (овоще-кормовой) был на 18 % выше, чем в целинных вариантах и на 34 % выше, чем при бессменном, а во II схеме (овоще-бобовый) – соответственно на 12 % и 30 % выше (Таблица 5). Интегральный показатель орошаемых лугово-сероземных почв в севообороте был 100%, в целинных почвах – на 15 %, а при бессменном возделывании овощных культур – на 35 % ниже. В аллювиально-лугово-лесных почвах ИПБСП в целинных вариантах был 100%, в севообороте – на 2%, а при бессменном выращивании – на 40% ниже, в желтоземно-глеевых почвах, соответственно,  100 % на целине, 92% и 70% – при выращивании овощей. Авторы предлагают для оценки биологической активности почв пятибальную шкалу [8]. ИПБС почвы, используемой в севообороте, и в целинных вариантах, колебался в интервале 82—100%, поэтому они отнесены к почвам очень высокой биологической активности, при бессменном выращивании ИПБС снижается до 60—70%, что, тем не менее, позволяет их оценить, как почвы высокой и средней биологической активности.

 

Выводы

 

ИПБС изучаемых почв в севообороте и в целинных вариантах колебался в пределах 82—100 %, а при бессменном выращивании этих культур – 60—70%. Почвы целинные и используемые в севообороте отнесены к почвам с очень высокой биологической активности, а при бессменном выращивании овощей – к высокой и средней биологической активности.

 Таблица 5 – Биодиагностика почв субтропической зоны

Варианты

инвер- таза, мг

глюкоза/г почвы за 24 час

уреаза,

мг/NH4

1 г поч-

вы за

24 час

фосфа- таза,

мг/P2O5 г почвы за 1 час

каталаза,

см3 О2

г почвы за 1 мин.

дегидро-геназа,

мг/TFF

10 г

 почвы за 24 час

нитри- фика-

ция,

мг/NO3

14 дней

аммо- нифи- кация,

мг/NH4 14  дней

СО2 кг/га·

час

интен. разлож.

целлюл. %,

14 дней

колич. КОЕ/г сухой почвы

ИПБСП,

%

                                       Сухие субтропики – серо-бурые почвы (I схема – шестипольный овоще-кормовой севооборот)

Целина

Севооборот (I схема)

Бессменно

11,40

11,77

 

8,97

4,10

3,14

 

2,20

1,91

2,65

 

1,55

10,8

13,2

 

8,7

4,38

6,08

 

3,48

46,8

65,1

 

34,2

17,8

21,2

 

14,8

2,50

3,36

 

2,74

8,4

10,3

 

7,7

1,3 × 106

2,2 × 106

 

1,2 × 106

82

100

 

66

                                      Сухие субтропики – серо-бурые почвы (II схема – пятипольный овоще-бобовый севооборот)

Целина

Севооборот

(II схема)

Бессменно

11,40

11,24

 

8,97

4,10

3,09

 

2,20

1,91

2,70

 

1,55

10,8

12,3

 

8,7

4,38

5,71

 

3,48

46,8

55,6

 

34,2

17,8

20,4

 

14,8

2,50

3,32

 

2,74

8,4

10,0

 

7,7

1,3 × 106

1,8 × 106

 

1,2 × 106

88

100

 

70

                                   Сухие субтропики – лугово-сероземные почвы (четырехпольный овоще-кормовой севооборот)

Целина

Севооборот

Бессменно

7,29

9,34

6,74

2,13

3,46

1,79

2,56

1,64

0,28

4,8

7,0

3,8

6,81

5,55

3,27

8,9

11,7

7,1

52,7

42,4

23,3

1,87

2,28

1,94

17,8

28,0

22,0

1,4 × 106

2,3 × 106

1,1 × 106

85

100

65

                     Полузасушливые субтропики – аллювиально-лугово-лесные почвы (шестипольный овоще-кормовой севооборот)

Целина

Севооборот

Бессменно

12,8

9,69

6,64

5,6

4,24

3,03

1,48

0,93

0,48

6,2

7,1

5,6

6,75

4,88

2,81

25,7

31,2

16,5

50,4

35,6

23,3

4,90

3,39

2,80

17,4

19,5

13,9

2,8 × 106

3,7 × 106

2,6 × 106

100

88

60

                                    Умеренно-влажные субтропики – желтоземно-глеевые почвы (пятипольный овоще-бобовый севооборот)

Целина

Севооборот

Бессменно

13,7

12,6

10,3

3,8

3,39

2,72

2,86

2,30

1,22

4,5

4,9

3,6

16,03

14,08

11,46

23,9

26,7

15,5

132,8

118,1

101,4

8,40

6,07

5,06

29,5

23,9

19,9

2,9 × 106

3,2 × 106

2,7 × 106

100

92

70


Библиографическая ссылка

Оруджева Н. И., Оценка почв субтропической зоны Азербайджана под овощными культурами по биологическим показателям // «Живые и биокосные системы». – 2017. – № 21; URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-21/article-3