Изменение состава микрофлоры почв при мелиорации и орошении

Обновлено: 05.10.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Лекция

Тема: Микрофлора почвы

Количественный и видовой состав микроорганизмов в почве

Методы изучения состава и активности почвенных микроорганизмов

Возможности управления микробиологическими процессами в почве.

1. Количественный и видовой состав микроорганизмов в почве

Благодаря микроорганизмам почва приобретает свойства живой системы. В 1 г чернозема содержится до нескольких миллиардов микробных клеток общей биомассой 3-5 т/га. Микробы в почве распределены неравномерно: их больше в верхних слоях и вблизи растений. В черноземах микробов больше, в глинистых и песчаных почвах – меньше. Их численность зависит тоже от времени года, возраста в начале лета и осенью, содержания органического вещества, влажности, температуры и других факторов.

Установлена закономерная смена микробных ассоциаций в ходе распада органического вещества. Так, в первые фазы разложения растительных остатков на них развиваются грибы и неспорообразующие бактерии. Позднее увеличивается число бацилл и актиномицетов.

Температурно-воздушный режим оказывает большое влияние на формирование микробного ценоза почвы. Основная масса почвенных микроорганизмов принадлежит к мелофилам, имеющим температурный оптимум 25-36 0 С. В почвах южной зоны, как правило, обитают более теплолюбивые микроорганизмы, например грибы рода аспиргиллус, в то время как в почвах северных зон преобладают виды рода пенициллум, способные развиваться при более низких температурах.

Огромное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов оказывает влажность почвы. Аммонификация и нитрификация лучше всего проходят при влажности 60% НВ. Оптимум фиксации азота несколько сдвинут в сторону более высокой влажности. Это, вероятно, объясняется тем, что молекулярный азот связывают многие анаэробные бактерии.

Аэробные микроорганизмы достаточно хорошо переносят повышенное содержание диоксида углерода. Тем не менее при содержании в почве 1-1,5% диоксида углерода подавляется их деятельность, поэтому в нижних горизонтах пахотного слоя меньше микроорганизмов, чем в верхних.

К аэробным микроорганизмам почвы относятся плесени, большинство актиномицетов и значительная часть бактерий. Отдельные группы аэробных микроорганизмов неодинаково относятся к обеднению воздуха кислородом. Так, мукоровые грибы более аэробны, чем пенициллум.

Анаэробные микроорганизмы, к которым в основном относятся бактерии, в больших количествах находятся в верхних слоях почвы. Это связано с более высоким содержанием здесь органических веществ, а анаэробные микрозоны, в которых происходит их размножение, имеются в комочках почвы.

Микроорганизмы одной и той же систематической группы неодинаково относятся к кислотности среды. Так, большинство бактерий почвы не развиваются при рН менее 4,5-5, но некоторые серобактерии могут сохраняться в жизнеспособном состоянии даже при рН 0,9. Минимальная кислотность среды для грибов составляет рН 2-3, но некоторые грибы не выносят подкисления. Чувствительных к низким значениям реакции среды и актиномицеты. Несмотря на высокую кислото-щелочеустойчивость, все группы микроорганизмов проявляют активную жизнедеятельность в нейтральной среде.

На характер почвенных микроценозов большое влияние оказывают взаимоотношения микроорганизмов. Между микроорганизмами могут наблюдаться метабиотические отношения, при которых продукты жизнедеятельности одних видов служат источником для существования других. Так, нитрификаторы развиваются только в том случае, если в почве достаточно аммиака, вырабатываемого гнилостными микроорганизмами.

При синтрофном взимоотношении микроорганизмов два вида и более растут на среде, недоступной каждому виду в отдельности. В основе этого может лежать обмен какими-либо субстратами роста или удаление одним микроорганизмом компонентов, токсичных для другого микроба.

У представителей микромира отмечен и прямой паразитизм. Описаны скользящие нитевидные бактерии, способные присоединяться к клеткам других видов бактерий, водорослей и нематод, вызывая их лизис. Большая группа грибов, паразитирующих на других грибах, получила название микофильных грибов.

Почва – среда обитания многих возбудителей болезней, которые попадают в нее вместе с трупами, зараженной подстилкой, выделениями животных. В почве встречаются в большом количестве патогенные клостридии.

Почва может быть передатчиком многих инфекций: сибирской язвы, столбняка, ботулизма. Некоторые микробы, особенно бациллы, в почве сохряняются длительное время.

2. Методы изучения состава и активности почвенных микроорганизмов

Для общего количественного анализа микроорганизмов используют прямое микроскопирование почвы по С.Н. Виноградскому. В соответствии с разработанной методикой готовят почвенную суспензию и под микроскопом в определенном объеме подсчитывают общее число микроорганизмов. В поле зрения можно видеть палочковидные бактерии, мелкие и крупные кокки, обрывки мицелия грибов и актиномицетов. Красителями могут служить акридиновый оранжевый, изотиоционат, диацетат флуоресцеина и др. Далее путем пересчета устанавливают, сколько микроорганизмов приходится на 1 г исследуемой почвы.

При прямом подсчете микроорганизмов почвы можно использовать электронный микроскоп, который дает возможность обнаружить множество мельчайших микроскопических организмов.

Микроскопирование дает представление об общей численности микроорганизмов в почве. Определить их принадлежность к разным систематическим и физиологическим группам можно путем посева почвенной суспензии на разные по составу твердые питательные среды. В зависимости от состава среды развиваются те или иные группы микроорганизмов.

При анализе почв нередко учитывают число отдельных физиологических групп микроорганизмов. Это делают методом титра, при котором твердые или жидкие питательные избирательные среды для определенных групп микроорганизмов заражают разными разведениями почвенной суспензии. После выдерживания в термостате отмечают ту степень разведения, в которой есть искомая группа микроорганизмов, и путем пересчета определяют численность данной группы в почве. Так узнают, насколько богата почва нитрификаторами, денитрификаторами, целлюлозоразрушающими и другими микроорганизмами.

Разработаны методы определения биохимической активности почвы, ее нитрификационной активности, интенсивности разложения органических соединений по выделению диоксида углерода.

При решении ряда агрономических задач используют метод аппликации. Например, он помогает выявить интенсивность микробиологических процессов в разных горизонтах пахотного слоя, установить действие различных удобрений, агротехнических мероприятий. Для этого в почву помещают полосы льняной ткани, закрепленной на стекле. Периодически материал извлекают из почвы, просматривают и фиксируют на нем зоны распада.

В зависимости от задачи исследований обычно используют различные комплексы методов оценки микробиологической активности почвы.

3. Возможности управления микробиологическими

процессами в почве.

Большое значение в повышении микробиологической активности имеют мелиоративные мероприятия: орошение почв в зонах недостаточного увлажнения, осушение избыточно увлажненных почв, нормализация реакции среды, удаление из почвы избыточных солей.

Иногда внесение в почву минеральных удобрений, особенно в высоких дозах, неблагоприятно сказывается на ее плодородии. Обычно это наблюдается на малобуферных почвах при использовании физиологически кислых удобрений. При подкислении почвы в раствор переходят соединения алюминия, токсичные для микроорганизмов и растений.

Внесение извести, особенно вместе с навозом, благоприятно сказывается на сапротрофной микрофлоре. Изменяя реакцию почвы в благоприятную сторону, известь нейтрализует вредное действие физиологически кислых минеральных удобрений.

Скорость минерализации навоза в почве определяется рядом факторов среды и соотношением в навозе углерода и азота. Полуперепревший навоз с более узким соотношением углерода и азота проявляет удобрительное действие с момента его внесения.

Основной вид обработки почвы, влияющий на жизнедеятельность ее микрофлоры,— вспашка. Она должна создавать в почве благоприятные условия для протекания мобилизационных процессов, в результате которых накапливаются питательные вещества для растений.

В конце XIX — начале XX в. П. А. Костычев и другие ученые сформулировали теоретические положения, послужившие основой для разработки системы обработки почвы. Однако в то время некоторые существенные моменты, обосновывавшие обработку с оборотом пласта оставались невыясненными.

Наиболее четко основы теории механической обработки почвы были сформулированы академиком В. Р. Вильямсом. Он исходил из принципов микробиологического характера. Рекомендуя обязательный оборот пласта, Вильямс считал, что это необходимо не только для рыхления почвы и улучшения воздушно – водного режима пахотного слоя, но и для перемещения горизонтов пахотного слоя. Согласно теории Вильямса, распыленный и обедненный перегноем верхних горизонтов пахотного

Слоя. Согласно теории Вильямса, распыленный и обедненный перегноем верхний горизонт пахотного слоя, сброшенный плугом на дно борозды, должен в условиях относительного анаэробиоза восстановит плодородие и структуру почвы, так как недостаток кислорода подавляет минерализующую деятельность микроорганизмов и способствует накоплению перегноя, цементирующего почвенные агрегаты. В верхнем же слое почвы, лучше аэрируемом, гумус энергично разлагается микробами, и структура почвы ухудшается.

Значение глубокой вспашки с оборотом пласта признавали в прошлом многие видные ученые нашей страны (М. Г. Павлов, И. А. Стебут, А. В. Советов и др.).

В настоящее время допущение В. Р. Вильямса о более интенсивном синтезе перегноя в глубоких слоях почвы экспериментально не подтвердилось. Накопление перегноя больше всего происходит в микроаэрофильных условиях, свойственных верхнему слою почвы.

Существовали и другие точки зрения по этому вопросу. Так, еще в 1892 г. П. А. Костычев опубликовал работу, в которой сообщил, что на юге России при засухе мелкая вспашка способствует сохранению влаги в основной массе почвы и увеличивает урожай. Навоз он рекомендовал разбрасывать по поверхности почвы.

В самом конце XIX столетия русский агроном И. Е. Овсинский также выдвинул предположение о положительном значении мелкой безотвальной вспашки (на глубину 5 см). Он считал, что почва, как правило, пронизана корнями растений, ходами дождевых червей и трещинами. При мелкой обработке отмеченные пористые пространства вполне обеспечивают проникновение вглубь корневой системы растений. Овсинский считал, что его система создает условия, близкие к природным, когда корневая система разлагается в почве, а надземные части растений — в ее поверхностном слое. Для проведения мелкой безотвальной обработки Овсинский сконструировал специальный культиватор.

Проверка выводов И. Е. Овсинского на нескольких опытных станциях не дала ожидаемых результатов. Поля сильно зарастали сорняками. Позднее, однако, выяснилось, что не все рекомендации Овсинского были учтены во время постановки опытов. Это привела к обильному росту сорняков, так как гербициды тогда не применяли.

Следует отметить мнение Д. И. Менделеева, который писал об ошибочности положения о том, что чем большее число раз вспахивать почву, тем лучше.

В 30-х годах известный советский ученый академик Н. М. Тулайков показал, что мелкая вспашка на глубину 10—13 см в засушливых областях дает хороший результат.

В 40-х годах появились работы американских исследователей об успешном применении в течение многих лет в засушливых районах США и Канады безотвальной мелкой обработки почвы для предотвращения эрозии. Оставление пожнивных остатков на поверхности полей значительно уменьшало водную и ветровую эрозию, испарение воды из почвы и ее сток с полей.

В СНГ в последнее время широкое внимание агрономической общественности привлекли работы Т. С. Мальцева, предложившего проводить глубокое рыхление (на 40—50 см) без перемещения горизонтов пахотного слоя. Для такой обработки используют специальный безотвальный плуг. По мнению Мальцева, ежегодная вспашка почвы с оборотом пахотного слоя ухудшает ее структуру. При вспашке по его методу растительные остатки попадают в пахотный слой, не подвергающийся сильной эрозии, и поэтому лучше гумифицируются, оструктуривая почву. Глубокую безотвальную обработку почвы Т. С. Мальцев рекомендует проводить один раз в 5—6 лет, а в промежутке — безотвальное лущение почвы.

Коллектив ученых Всесоюзного научно-исследовательского института зернового хозяйства разработал для целинных и залежных земель вариант почвозащитной системы земледелия, в основе которой лежит замена вспашки плоскорезной обработкой, обеспечивающей сохранность на поверхности полей стерни. Мульча из пожнивных остатков защищает почву от ветровой эрозии и обеспечивает аккумуляцию осенних и зимних осадков, а также предохраняет почвенную влагу от испарения (А. И. Бараев).

Следует отметить разницу между обработками почвы по Мальцеву и Бараеву. В первом случае — стремятся стерню смять и хорошо перемешать с верхним слоем почвы, во втором — стерню предпочитают сохранить не только на зиму, но и на лето для борьбы с ветровой эрозией.

Таким образом, существуют разные подходы к решению вопроса о

Принципах обработки почвы. Обоснование их связано с почвенными микробиологическими процессами.

Переходя к анализу воздействия разных приемов обработки почвы на ее микрофлору, отметим, прежде всего, что в настоящее время можно считать установленной биологическую разнокачественность пахотного слоя, которая выражается в общей тенденции постепенного снижения численности микроорганизмов по мере углубления в почву.

Снижение биологической активности в более глубоких горизонтах пахотного слоя проследим в двух почвах, достаточно окультуренных, но расположенных в разных зонах. Одна из них — дерново - подзолистая почва опытного поля ТСХА (под Москвой), другая — чернозем НИИ сельского хозяйства Центрально-черноземной полосы (Воронежская область). Первая почва была занята овсом, вторая яровой пшеницей. Анализ проводили в раннелетний период, когда почвы были достаточно увлажнены.

Как видно из данных таблицы 12, по мере углубления в почву численность практически всех групп микроорганизмов снижается.

При этом химический состав почв в пределах пахотного слоя практически тождествен. Снижение численности микронаселения с глубиной может быть следствием ухудшения воздушного режима и накопления каких-то токсических веществ в нижней толще почвы, очевидно продуктов неполного распада растительных остатков.

В зоне достаточного увлажнения, в частности в дерново - подзолистых почвах, верхний горизонт пахотной почвы остается более богатым микроорганизмами в течение всего вегетационного периода. В черноземах же, как и во всех неорошаемых почвах юга, часто отмечается иная картина. Такие почвы находятся в зоне недостаточного увлажнения, и летом их верхние слои обычно подсыхают, поэтому количество микроорганизмов в них заметно уменьшается.

Замкнутого пространства углекислым газом, выделенным почвой, взятой из разных горизонтов пахотного слоя в течение суток (в колбы вместимостью 250 мл помещали 100 г почвы).

Весьма показательна аппликационная проба. На заложенном вертикально в почву полотне отчетливо выявляется зона максимальной активности. При нормальном увлажнении почвы эта зона расположена в верхнем горизонте пахотного слоя.

Почвы из глубоких горизонтов пахотного слоя, химически ничем не отличаясь от почвы из высоколежащего горизонта, неблагоприятно действуют на растение. Если чашки Петри наполнить почвой из разных горизонтов окультуренного чернозема и посеять в нее семена растений, то прорастание семян и развитие растений лучше всего происходит в почве из горизонта 0—10 см, хуже—из горизонта 15—25 см и совсем плохо в почве из горизонта 30—40 см (подпахотного). Это хорошо видно на рисунке 63.

Рис. 63. Рост пшеницы на черноземной почве, взятой из различных горизонтов пахотного слоя:

А — 0-10 см; б — 10—20 см; в — 20—30 см (по И. С. Вострову).

Такой же эффект наблюдается и в условиях вегетационного опыта. Сосуды, вмещающие 8 кг почвы, были наполнены черноземом обыкновенным из Каменной степи Воронежской области, взятым с разной глубины. В почву был посеян овес. Как видно из данных таблицы 14, слой почвы 0—10 см из-под пшеницы дал значительно больший урожай, чем слой 20—30 см. Эти образцы почвы различались лишь по богатству микроорганизмами, а химический состав их был одинаков. Следовательно, можно сделать вывод, что плодородие почвы определяется не только ее химическим составом, но и деятельностью микроорганизмов.

Разные слои парующей почвы, вспаханной с оборотом пласта, не отличались по плодородию. Верхний горизонт, перемещенный вниз, сохранил высокое плодородие, а в нижнем (ставшем верхним), при улучшении аэробиоза, активизировались мобилизационные микробиологические процессы, и его плодородие существенно повысилось.

Наблюдения показывают, что отдельные горизонты пахотного слоя сохраняют свои особенности 1—1,5 месяца после вспашки. Позднее верхний слой обогащается микробами, а в нижнем — активность микроорганизмов подавляется.

Таким образом, в нижнем горизонте пахотного слоя происходит аккумуляция потенциального плодородия, которое переходит в плодородие эффективное при активизации деятельности микроорганизмов.

Накопление в нижних слоях почвы резерва плодородия подтверждается опытом, проведенным на хорошо окультуренной дерново - подзолистой почве ТСХА Л. Н. Барсуковым, Е. Н. Мишустиным. На небольших делянках (20 м2) 5 - сантиметровые слои почвы были сняты и затем перемещены так, как это происходит при разных приемах обработки. Разное расположение слоев существенно сказалось на урожае посеянного на делянке овса.

Эффект оборота пахотного слоя объясняется, вероятно, тем, что подвижные органические вещества, аккумулированные в нижнем горизонте, при перемешивании и попадании вверх в условиях лучшего аэробиоза быстро подвергаются минерализацией и повышают плодородие почвы.

Верхний слой почвы, наиболее биологически активный, постепенно делается менее плодородным. Это, в частности, отмечается в опытах, проведенных под руководством А. И. Бараева.

В приведенном опыте оборот пласта обеспечил более энергичное протекание микробиологических процессов, что сказалось на урожае (табл. 15).

Примечание. За 100% взяты показатели _для слоя 0—5 см при поверхностном рыхлении.

Следовательно, оборот пахотного слоя может дать значительный эффект. Однако вопрос о том, как часто целесообразно его делать, остается открытым. Это зависит от многих условий (системы земледелия, почвенно - климатических условий и т. д.).

Разная обработка почвы оказывает большое влияние на формирование типа корневой системы сельскохозяйственных культур. Основная масса вторичных корней образуется в зоне запаханных растительных остатков. Поэтому при безотвальной обработке разветвленная корневая система находится в верхнем слое почвы, а при вспашке она размещается более глубоко (рис. 64). Первый тип корневой системы менее устойчив к засухе, чем второй. Поэтому безотвальная обработка почвы без обеспечения влагонакопления может дать хорошие результаты только в зоне с достаточным увлажнением. В условиях засушливого климата ее надо сочетать с приемами по задержанию влаги.

Вопросы обработки почвы должны решаться по-разному в конкретных почвенно - климатических условиях и даже в одной и той же зоне при различном использовании земли.

Во Всесоюзном НИИ зернового хозяйства в Казахстане безотвальная обработка почвы дает хорошие результаты. Аналогичные данные получены во многих исследовательских учреждениях, в разных почвенно-климатических условиях.

В ряде случаев вспашка (даже глубокая) бывает, несомненно, полезна. Так, в 50-е годы И. Н. Антипов-Каратаев и Л. П. Белякова предложили глубокую заделку (на 45 см) люцернового пласта перед посевом хлопчатника. При глубокой 'заделке люцерны она медленно разлагается и более длительное время положительно действует на хлопчатник.

В последнее время академик АН Узбекской ССР М. В. Мухамеджанов провел основательные работы, подтвердившие благоприятное влияние глубокой запашки люцернового пласта в хлопково-люцерновом севообороте на плодородие почвы. Им разработана система рационального земледелия в зоне сероземных почв.

На поливных сероземных почвах, по данным Е. Г. Петрова, безотвальная обработка как целины, так и старопахотной почвы обычно снижает урожай хлопчатника на 2—4 ц/га при средней урожайности около 20 ц/га.

Следует отметить особенности структуры пахотного слоя затопляемых почв рисовых полей. В данном случае условия относительного аэробиоза создаются лишь в самом поверхностном слое — до 5—7 см. Здесь развивается в основном корневая

Система риса, и сосредоточивается основная масса микроорганизмов. Очевидно, при этом целесообразна мелкая обработка почвы.

Л. Н. Барсуков, М. Г. Чижевский, В. В. Квасников и другие ученые, изучавшие обработку почвы, рекомендовали чередовать вспашку дерново-подзолистых и черноземных почв с мелкими безотвальными обработками.

В. Гриценко и другие ученые ТСХА недавно опубликовали данные, показавшие, что полная замена вспашки дерново-подзолистой почвы с оборотом пласта на безотвальное рыхление задерживает ее окультуривание и даже приводит к снижению плодородия, а, следовательно, и урожаев. Необходимо вспашку рационально сочетать с безотвальной обработкой.

Огромное значение в повышении плодородия почв имеют мелиоративные мероприятия. К ним относятся орошение почв в зонах недостаточного увлажнения, осушение избыточно увлажненных почв, внесение в кислые и щелочные почвы соединений, нормализующих реакцию среды, удаление из почвы избыточных солей и т. д.

В нашей стране последовательно осуществляется Долговременная программа мелиорации земель. На XXVII съезде КПСС поставлена задача продолжить реализацию этой программы. Комплексно решать вопросы мелиорации земель и их сельскохозяйственного освоения. Повысить эффективность использования орошаемых и осушенных земель, добиваться получения на этих землях проектной урожайности.

История агрономии не знает таких темпов почвенно - мелиоративных работ, какие были осуществлены в нашей стране. Созданы новые ирригационно - мелиоративные системы на юге и юго-востоке СНГ, функционируют новые рисовые оросительные системы, в больших объемах проводится известкование кислых почв Нечерноземной зоны и т. д. Мелиорированные земли дают значительную часть продукции земледелия.

Рассмотрим влияние орошения на микрофлору почвы. В зонах недостаточного увлажнения при дефиците влаги микробиологические процессы приостанавливаются, и большая часть микроорганизмов переносит засуху в анабиотическом состоянии. Увлажнение почвы активизирует микрофлору, что приводит к лучшему накоплению питательных веществ для растений и способствует их росту.

Полив должен быть строго нормирован. Избыточное увлажнение почвы приводит к нежелательным явлениям, снижающим плодородие (вторичное засоление, ухудшение структуры почвы и т. д.).

Осушение переувлажненных почв весьма благоприятно сказывается на составе микрофлоры, в частности, это относится к вводимым в культуру торфяникам.

В мелиорированных торфяниках обычно происходит избыточное накопление доступных растениям форм азота (аммиака и нитратов). Часть нитратов поступает в дренажные воды и теряется для урожая. Поэтому следует учитывать возможные изменения микробиологических процессов при мелиорации и регулировать их доступными приемами (глубиной дренажной системы, спуском из нее воды и т. д.).

К одному из методов предупреждения избыточной минерализации органических соединений торфяников относится насыпное пескование, применяемое в некоторых странах Западной Европы. На поверхность торфа наносят 10—15 см песка, в дальнейшем механической обработке подвергается только песчаная насыпь. Это задерживает развитие в торфяной массе активных микробиологических процессов. Эксплуатация пескованных торфяников исчисляется иногда сотнями лет.

Для химической мелиорации кислых подзолистых и дерново - подзолистых почв широко применяют известкование. Применение извести устраняет вредную кислотность и уменьшает содержание в почве подвижного алюминия, токсичного для многих микроорганизмов и растений.

Внесение извести резко изменяет соотношение отдельных групп микроорганизмов почвы и активизирует деятельность некоторых их видов, имеющих важное значение для улучшения плодородия почвы (табл. 16).

16. Изменение состава микрофлоры дерново-подзолистой почвы при известковании

Известь способствует образованию клубеньков у бобовых растений, особенно у люцерны и клевера. Лишь люпин в отличие от других бобовых культур предпочитает более кислую реакцию.

В южной зоне нашей страны большие площади заняты солонцовыми почвами. Для их сельскохозяйственного освоения проводят химическую мелиорацию, чаще всего гипсование. В результате этого приема натрий в почвенном поглощающем комплексе замещается на кальций, что заметно улучшает физические свойства почвы и нейтрализует ее реакцию (обычно щелочную). Состав почвенной микрофлоры нормализуется — угнетаются анаэробы, в частности редуцирующие сульфаты.

Бактерии, восстанавливающие сульфаты, образуют сульфиды, которые в рассматриваемых почвенных условиях (при наличии СО2) превращаются в соду. Образование соды в результате редукции сульфатов можно изобразить следующей реакцией:

Na2 S+CO2 +H2O→Na2 CO3+H2S

При внесении в почву гипса образуются труднорастворимый карбонат кальция, выпадающий в осадок, и сульфат натрия, который имеет нейтральную реакцию и может быть легко удален промывкой.

Огромное значение имеет вопрос о рекультивации почв, выведенных из сельскохозяйственного использования в связи с открытой разработкой полезных ископаемых. При рекультивации, когда удается поверхностный слой выровненной территории покрыть почвой, нормализация жизни почвенного слоя наступает весьма быстро. Наблюдения М. М. Голлербаха, Э. А. Штины показывают, что первоначально в заселении таких субстратов большое участие принимают цианобактерии, фиксирующие молекулярный азот. Им сопутствуют зеленые, желто – зеленые и диатомовые водоросли. Сопровождающая водоросли группировка бактерий представлена неспороносными бактериями с преобладанием микобактерий. В более поздние сроки окультуривания субстрат обогащается бациллами и актиномицетами.

Главный прием основной обработки почвы, влияющий на жизнедеятельность ее микрофлоры, — вспашка. Она должна создавать в почве благоприятные условия для протекания мобилизационных процессов, в результате которых накапливаются питательные вещества для растений. Однако в сельскохозяйственной науке и практике существуют разные подходы к решению вопроса об использовании различных приемов основной обработки почвы. Обоснование их связано с почвенными микробиологическими процессами.

по мере углубления в почву численность практически всех групп микроорганизмов снижается. При этом химический состав почв в пределах пахотного слоя тождествен. Снижение численности микронаселения с глубиной может быть следствием ухудшения воздушного режима и накопления каких-либо токсичных веществ в нижних слоях почвы, очевидно, продуктов неполного распада растительных остатков.

В зоне достаточного увлажнения, в частности в дерново-подзолистых почвах, верхний горизонт пахотного слоя остается более богатым микроорганизмами в течение всего вегетационного периода. Черноземы, как и все неорошаемые почвы юга, находятся в зоне недостаточного увлажнения, и летом их верхние слои обычно подсыхают, поэтому количество микроорганизмов здесь заметно меньше.

Разные слои парующей почвы, вспаханной с оборотом пласта, не отличаются по плодородию. Верхний горизонт, перемещенный вниз, сохраняет высокое плодородие, а в нижнем (ставшем верхним) при улучшении аэробиоза активизируются мобилизационные микробиологические процессы и плодородие существенно повышается.

Отдельные горизонты пахотного слоя сохраняют свои особенности в течение 1 — 1,5 месяцев после вспашки. Позднее верхний слой обогащается микробами, а в нижнем активность их подавляется. Таким образом, в нижнем горизонте пахотного слоя происходит аккумуляция потенциального плодородия, переходящего в плодородие эффективное при активизации деятельности микроорганизмов.

Следовательно, оборот пахотного слоя может дать значительный эффект. Однако вопрос о том, как часто целесообразно его делать, следует решать в зависимости от многих условий (системы земледелия, почвенно-климатических условий и т. д.). Поэтому система обработки почвы не должна быть одинаковой в различных почвенно-климатических условиях и даже в одной и той же зоне, но при неодинаковом использовании земли.

Огромное значение в повышении плодородия почв имеют мелиоративные мероприятия. К ним относят орошение почв в зонах недостаточного увлажнения, осушение избыточно увлажненных почв, внесение в кислые и щелочные почвы соединений, нормализующих реакцию среды, удаление из почвы избыточных солей и т. д.

В зонах недостаточного увлажнения при дефиците влаги микробиологические процессы почвы приостанавливаются и большая часть микроорганизмов переносит засуху в анабиотическом состоянии. Увлажнение почвы активизирует микрофлору, что приводит к накоплению питательных веществ для растений и способствует их росту.

Полив должен быть строго нормирован. Избыточное увлажнение почвы вызывает нежелательные явления, снижающие плодородие (вторичное засоление, ухудшение структуры почвы и т. д.).

Для химической мелиорации кислых подзолистых и дерново-подзолистых почв широко применяют известкование. Применение извести устраняет кислотность и уменьшает содержание в почве подвижного алюминия, токсичного для многих микроорганизмов и растений. Внесение извести резко меняет соотношение отдельных групп микроорганизмов почвы и активизирует деятельность тех из них, которые важны для плодородия почвы

Известь способствует образованию клубеньков у бобовых растений, особенно у люцерны и клевера. Из бобовых лишь для люпина предпочтительна кислая реакция среды.

В южной зоне нашей страны большие площади заняты солонцовыми почвами. Для их сельскохозяйственного освоения проводят химическую мелиорацию, чаще всего гипсование, в результате которого натрий в почвенном поглощающем комплексе замещается на кальций, что заметно улучшает физические свойства почвы и нейтрализует ее реакцию (обычно щелочную). Состав почвенной микрофлоры нормализуется — угнетаются анаэробы, в частности сульфат- редукторы.

При внесении в почву гипса образуются труднорастворимый карбонат кальция, выпадающий в осадок, и сульфат натрия, в растворе имеющий нейтральную реакцию и легко удаляемый промывкой.

Обработка почвы.В настоящее время в земледелии используют различные приемы основной и поверхностной обработок почвы. Для выполнения основной обработки используют как общие приемы — вспашку, безотвальное рыхление, фрезерование и др., так и специальные приемы — двухъярусную и трехъярусную вспашку, щелевание, кротование и др. К приемам поверхностной и мелкой обработок почвы относят лущение, культивацию, боронование, прикатывание и др.

По мере углубления в почву численность практически всех групп микроорганизмов снижается. Снижение численности микронаселения с глубиной является следствием ухудшения воздушного режима и накопления токсичных веществ в нижних слоях почвы – продуктов неполного распада растительных остатков.

В зоне достаточного увлажнения верхний горизонт пахотного слоя остается более богатым микроорганизмами в течение всего вегетационного периода. В зоне недостаточного увлажнения где летом их верхние слои обычно подсыхают, количество микроорганизмов заметно меньше.

Почвы глубоких горизонтов пахотного слоя, химически ничем не отличаясь от почвы из высоколежащего горизонта, неблагоприятно действуют на растение. Если чашки Петри наполнить почвой из разных горизонтов окультуренного чернозема и посеять в нее семена растений, то прорастание семян и развитие растений лучше всего идет в почве из горизонта 0—10 см, хуже — из горизонта 15— 25 см и совсем плохо в почве из горизонта 30—40 см (подпахотного). Можно сделать вывод о том, что плодородие почвы определяется не только ее химическим составом, но и деятельностью микроорганизмов.

Положительное действие оборота пласта объясняется тем, что подвижные органические вещества, аккумулированные в нижнем горизонте, попадая вверх, в условиях лучшего аэробиоза быстро подвергаются минерализации и повышают плодородие почвы. Верхний слой почвы, наиболее биологически активный, постепенно становится менее плодородным.

Мелиорация. Огромное значение в повышении плодородия почв имеют мелиоративные мероприятия. К ним относят орошение почв в зонах недостаточного увлажнения, осушение избыточно увлажненных почв, внесение в кислые и щелочные почвы соединений, нормализующих реакцию среды, удаление из почвы избыточных солей и т. д.

Осушение переувлажненных почв благоприятно сказывается на составе микрофлоры, в частности это относится к вводимым в культуру торфяникам. В мелиорированных торфяниках обычно накапливается избыток доступных растениям соединений азота (аммиака и нитратов). Часть нитратов поступает в дренажные воды и теряется для урожая.

Читайте также: