Лекция 6. Агропочвенное обследование и оценка земель сельскохозяйственного назначения

4.

3.

2.

1.

Регулирование биологической активности почв

Определение биологической активности почв

Роль микроорганизмов в трансформацииорганических веществ

Плодородие почвы тесно связано с деятельностью почвенных микроорганизмов, под действием которых происходят минерализа­ция органических остатков и гумусообразование, разрушение пер­вичных и вторичных минералов почвообразующих пород и извле­чение из них необходимых для растений и почвенных микроорга­низмов питательных элементов, микробное связывание молекулярного азота атмосферы симбиотическими, несимбиотическими и ассоциативными азотфиксаторами.

Размеры фиксации атмо­сферного азота в ассоциации «небобовое растение — микроорга­низмы» колеблется в широких пределах — от 3 до 150 кг/га в год. Доля биологически фиксированного азота микроорганизмами из атмосферы (биологического азота) в урожае бобовых культур составляет, по данным разных источников, 50-80% [11].

Микроорганизмам принадлежит главная роль в круговороте азо­та (азотфиксация, аммонификация, нитрификация, иммобилизация азота, денитрификация), целенаправленное регулирование которо­го позволит наиболее рационально, экологически обоснованно ис­пользовать азотные удобрения.

Ведущая роль микроорганизмам принадлежит в круговороте се­ры, цикл превращения которой сходен с циклом азота, а также в переводе нерастворимых фосфатов и других питательных элемен­тов в доступные для растений и почвенных микроорганизмов фор­мы. Некоторые почвенные микроорганизмы благодаря образова­нию кислот способны растворять недоступные для растений фос­фаты кальция, более стойкие фосфаты железа и алюминия, а также переводить фосфор из органических веществ в водорастворимую форму.

Отечественными и зарубежными исследованиями установлена возможность улучшения фосфорного питания растений при сим­биозе высших растений с эндомикоризными грибами, способными образовывать везикулярно-абрускулярные микоризы (ВАМ). В от­личие от эктомикоризных грибов, оплетающих корни своими ги­фами, эндомикоризные грибы развиваются внутри коркового слоя корня. Отечественными миколого-ботаническими исследованиями установлено развитие эндомикориз в корнях различных сельскохо­зяйственных культур, в том числе бобовых и злаковых.

Почвенные микроорганизмы принимают участие в детоксикации пестицидов, при этом микробиологическое разложение пести­цидов усиливается при внесении органических удобрений. Органи­ческие удобрения и свежие растительные остатки также повышают ферментативную активность почв и содержание веществ, катализирующих процессы трансформации пестицидов. Таким образом, плодородие почв и его рациональное использование в земледелии в значительной степени определяются интенсивностью и направлен­ностью биохимических процессов, связанных с жизнедеятельно­стью почвенных микроорганизмов.

Под действием микроорганизмов происходит минерализация органических веществ в почве, а часть первичного органического вещества превращается в особую группу высокомолекулярных со­единений — специфические гумусовые вещества. Наиболее благо­приятные для сельскохозяйственных культур водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы создаются в высокогумусированных почвах. При этом структура, поглотительная способность, кислот­ность, буферность, водно-физические, физические и другие агро­номически важные свойства почвы зависят не только от степени их гумусированности, но и от качественного состава гумуса. Более оптимальные для растений почвенные условия создаются при пре­имущественном синтезе микроорганизмами гуминовых кислот.

Под действием микроорганизмов одновременно с процессом гумификации происходит минерализация гумуса. При минерализа­ции гумуса в почвенный раствор переходят не только питательные элементы, особенно азот и сера, но и происходят обогащение при­земного слоя воздуха углекислотой, повышающее продуктивность растений на 30-100%, и выделение энергии, без которой не­возможны жизнедеятельность почвенных организмов и процессы почвообразования. В 1 г гумуса аккумулируется в среднем около 5000 калорий.

Высокогумусированные почвы характеризуются также более высоким содержанием различных физиологически активных ве­ществ микробного происхождения, что также положительно сказы­вается на урожайности сельскохозяйственных культур и качестве растениеводческой продукции.

Интенсивность биохимических процессов, связанных с жизне­деятельностью почвенных микроорганизмов (переработка органических остатков, образование и минерализация гумуса, разрушение минералов, азотфиксация молекулярного азота атмосферы и др.), характеризуется биологической активностью почв. Определение биологической активности почв необходимо для целенаправленно­го ее регулирования в целях создания для культурных растений оптимальных почвенных условий, рационального и экологически безопасного применения удобрений и других средств химизации.

В настоящее время для оценки биологической активности почв используют следующие методы:

—выделение углекислоты, т.е. «дыхание» почвы;

—методы учета почвенной активности аммонификации, нит­рификации и азотофиксации;

— скорость разложения клетчатки;
-активность ферментов, катализирующих окислительные про­
цессы (оксидоредуктаз);

— абсолютное количество микроорганизмов, особенно азото­
бактера, эпифитных и неспоровых почвенных бактерий.

Для агрохимической службы наиболее приемлемыми являются методы учета активности аммонификации, нитрификации и азотофиксации. Полученные при использовании этих методов данные могут быть использованы не только для оценки биологической активности почв, но и в качестве исходной инфор­мации для планирования применения азотных удобрений на обсле­дованном земельном участке. Сроки и способы отбора почвенных образцов для определения этих показателей, а также группировки почв для оценки биологической активности по способности почв к аммонификации, нитрификации и азотфиксации устанавливают ГЦАС (ГСАС) совместно с соответствующими региональными на­учными учреждениями применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям.

Для определения биологической активности почв не исключает­ся использование и других перечисленных методов.

Биологическую активность почв регулируют внесением рацио­нальных доз органических, включая сидераты, солому и другие ис­точники органического вещества, и минеральных удобрений, из­весткованием кислых почв, гипсованием (мелиоративной обработкой) солонцовых земель, промывками и химической мелиорацией засоленных земель, освоением научно обоснованных севооборотов, правильной механической обработкой почвы и проведением соот­ветствующих культуртехнических работ, противоэрозионных и других мероприятий применительно к конкретному земельному участку (полю севооборота). При благоприятных условиях бобовые культуры в симбиозе с клубеньковыми бактериями усваивают до 150-600 кг/га азота атмосферы, а свободноживущие азотфиксаторы — до 24-42 кг/га.

Вопросы для контроля:

1. Основные микробиологические процессы в почве.

2. Что такое минерализация гумуса?

3. Какие методы используют для оценки биоактивности почвы?

4. Как регулируют биологическую активность почв?

План: 1. Научно-методические основы отбора проб почвы и растений

Дата добавления: 2014-01-03