Регистрация / Вход
Прислать материал

Сравнительные исследования биологических свойств целинных черноземов и почв с разной технологией обработки

Сведения об участнике
ФИО
Насруллаев Игорь Эльдарович
ФИО (на английском языке)
Nasrullaev Igor Eldarovich
Название организации
Южный федеральный университет
Тезисы
Название
Сравнительные исследования биологических свойств целинных черноземов и почв с разной технологией обработки
Название (на английском языке)
Comparative researches of the biological properties of virgin chernozems and soils with different processing technology
Соавторы (ФИО, организация, город, страна)
Пономарева Виктория Сергеевна, Казеев Дамир Камильевич, Борисенко Данил Сергеевич, Черникова Мария Петровна, Мокриков Григорий Васильевич, Казеев Камиль Шагидуллович, Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия
Соавторы (на английском языке)
Ponomareva Victoria S., Kazeev Damir K., Borisenko Daniel S. , Chernikova Maria P., Mokrikov Grigory V., Kazeev Kamil Sh.
Содержание

В современном мире, в условиях санкций очень важное место занимает решение вопроса продовольственной безопасности. Технология No-Till повышает урожайность, при этом экономя большое количество ресурсов, что положительно сказывается на экологическом состоянии окружающей среды. Также, применение технологии восстанавливает плодородный пласт грунта и практически полностью предотвращает его эрозию, способствуя восстановлению и защите плодородия почвы. В климатических условиях юга России лимитирующим фактором в растениеводстве является засуха, в связи с этим южный федеральный округ даже относят к зонам рискованного земледелия, при использовании альтернативной агротехнологии снижается зависимость урожая от погодных условий. В большинстве случаев данная проблема связана с сохранением влаги в почве, с её консервацией и с потерями влаги по причине утечки и испарения. При обработке почвы по традиционной технологии, в первую очередь, разрушается структура почвы и при каждой последующей вспашке способность почвы впитывать и консервировать влагу снижается, что в результате позволяет рассчитывать лишь на 50% влаги от уровня выпавших осадков. В то же время наблюдается постоянное снижение содержания гумуса, что непосредственно связано с механическим воздействием на почву. Сам термин «No-Till» в переводе с английского означает – «не пахать» или «без обработки».  В Северной Америке применяется понятие «нулевая технология», а в Англии – «прямой посев».

Впервые в условиях юга России выполнены комплексные исследования химических  физических и биологических свойств влияния альтернативных агротехнологий No-Till и бинарных посевов на экологическое состояние черноземов

Цель  исследование – провести изучение влияния традиционных и альтернативных агротехнологий на экологическое состояние почв  Ростовской области в сравнении с черноземами памятника природы «Персиановская степь».

Работа выполнялась в июне и июле 2016 на территории ООПТ «Персиановская степь» и  ООО «Донская нива» (Октябрьский район Ростовской области).

Эталонной территорией для сравнения исследуемых участков является Персиановская степь, расположенная в 10 км от города Новочеркасска и сохранившая, по мнению экологов, все черты необъятных первобытных степей, издавна покрывавших Приазовье. Участок Персиановской степи (общая площадь 66 га) располагается на территории учебно-опытного хозяйства «Донское» Донского сельскохозяйственного университета.

Опытные поля на общей площади несколько тысяч гектар были заняты различными сельскохозяйственными культурами, возделываемые по технологии прямого посева No-Till. При этой агротехнологии минимизируется воздействие машин на почву. Традиционная технология с отвальной вспашкой, боронованием, культивациями применяется на контрольных полях, расположенных в непосредственной близости от опытных полей на расстоянии от 30 до 200 м. Это облегчает сравнение применяемых агротехнологий.

На исследуемых участках были изучены флора и растительность, заложены разрезы и прикопки, влажность, температура, твердость и плотность почв и т.д. В полевых условиях проводили определение влажности почвы в 10-кратной повторности с помощью влагомера с датчиком DATAPROBE на каждом участке и весовым методом в лаборатории. Каждые 10 см измеряли температуру почвы с помощью электронного термометра HANNA CHECTEMP. Плотность почвы определяли объемно-весовым методом в 3-х кратной повторности. Твердость почв - сопротивление пенетрации - определяли в полевых условиях с помощью пенетрометра Eijkelkamp на глубину 45 см с интервалом 5 см в 10-кратной повторности. Водопрочность почвенных агрегатов определяли методом П.И. Андрианова в модификации Н.А. Качинского. Исследование напочвенных животных - герпетобионтов проводили с помощью ловушек Барбера (Казеев, Колесников, 2012).

Лабораторно-аналитические исследования ферментативной активности, содержания гумуса, реакции среды и других свойств выполнены на кафедре экологии и природопользования Южного федерального университета в 3-10-кратной повторности.

Почва на всех исследованных участках – чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный тяжелосуглинистый (иловато-пылеватый) разной степени гумусированности.

В результате исследований установлено, что на территории Персиановской степи наибольшим видовым разнообразием обладают   семейства Carabidae (Жужелицы) и Tenebrionidae (Чернотелки) – по 5 видов, относящиеся к отряду Coleoptera (Жесткокрылые). Экологические группы по питанию среди жуков Персиановской степи распределились следующим образом – фитофаги – 47%, сапрофаги и миксофаги – по 23%, хищники – 6%. И видовое разнообразие и численность герпетобионтов на целинном участке значительно выше, чем на исследуемых полях, независимо от способов их обработки. Плотность почвы и сопротивление пенетрации в целинном черноземе были существенно ниже, а содержание гумуса выше в среднем в два раза, чем в пахотных почвах.

Исследования пашни с разной обработкой показали, что интенсивность дыхания и целлюлозолитическая активность в большей степени зависит от выращиваемой сельскохозяйственной культуры, которая произрастает на данных участках, и практически не изменяется для участков разного землепользования.

Во время второго срока картина чуть сложнее, имеются значительные различия на полях с разной технологией обработки. Показатели дыхания были значительно ниже,  чем в период влажного сезона, это связано с иссушением почвы при наблюдение в течение второго срока. В сухой почве биологические процессы консервируются и соответственно интенсивность дыхания снижается. Но на некоторых участках с технологией No-Till они выше, чем на полях с традиционной обработкой почвы, что связано с повышением количества органических остатков в поверхностном слое почвы. Разложение этих остатков в почве и мульчирующем слое приводит к активизации микрофлоры и повышению интенсивности дыхания почв. 

Обобщив результаты установлено различие между целиной и полями агропредприятий, обрабатываемых по традиционной технологии и почвозащитной технологией No-Till. Различия касаются гидротермических условий, физических и биологических свойств почв. Не все исследуемые показатели хорошо проявили себя в качестве диагностических параметров. Наиболее показательными были исследования, производимые в течение второго срока,  вследствие более засушливых  условий в данный период, при котором лучше проявляются различия между исследуемыми технологиями сельскохозяйственной обработки земель. Наиболее информативными параметрами в качестве диагностических показателей проявили себя  интенсивность почвенного дыхания и сопротивление пенетрации. 

Благодарности
Исследование выполнено при государственной поддержке ведущей научной школы Российской Федерации (НШ-9072.2016.11) и договоров с ООО "Донская Нива" и ИП Мокриков В.И.