Влияние разных способов стерилизации на биологическую активность почв

Генетические  особенности состава каштановых почв

Валовой состав каштановых почв однороден и наследуется  от материнской породы. В то же время  увеличение оглиненности средней части  профиля каштановых почв в результате переноса иловатых частиц более узким  отношением  SiO2 к R2O3 и AI2O3. Очевидно, в процессе почвообразования полуторные окислы переносились в иллювиальные горизонты и принимали участие  в их формировании, что связано  с явлениями солонцеватости, столь  типичными для каштанового типа почвообразования.

Гранулометрический состав почвенной толщи каштановых почв полностью определяется составом материнской  породы. Однако солонцовый процесс  вносит коррективы в перераспределение по профилю илистой фракции (< 0,001 мм) и физической глины (< 0,01 мм). Эти компоненты гранулометрии имеют тенденцию накопления в средней части почвенного профиля, что типично для солонцеобразования. Чем сильнее выражена солонцеватость, тем более заметна дифференциация профиля по содержанию ила. В илистой фракции каштановых почв преобладают минералы монтмориллонитовой группы и гидрослюды в разных сочетаниях. В небольшом количестве имеются гетит, гиббсит, встречаются минералы каолинитовой группы.

Каштановые почвы –  слабо и малогумусны, а содержание органического вещества в горизонте  А является критерием разделения их на подтипы.

В каштановых почвах значительна  доля участия фульвокислот. Если в  верхней части гумусового горизонта  гумус фульватно-гуматный, то в нижней — гуматно-фульватный. Запасы гумуса в профиле ограничены: 90–100 т/га.

О.С. Безуглова (2001) считает, что по мере увеличения степени солонцеватости в составе гумуса возрастает доля кислотнорастворимой части: относительное  содержание фракции 1а изменяется от 2,4–4,9 в каштановой почве до 6,3–14,9 % в солонце. Определение пептизирующихся  гумусовых веществ также подтвердило  эту закономерность: суммарное количество пептизирующихся гумусовых веществ  уменьшается от темно-каштановой и  каштановой почв к светло-каштановой и солонцу.

Поглотительная способность  каштановых почв характеризуется величинами 20-30 м.-экв. на 100 г почвы. В основном она обусловлена глинистыми минералами почвенного поглощающего комплекса, так как каштановые почвы малогумусны. В составе поглощенных катионов преобладает кальций, в солонцеватых почвах содержание обменного натрия превышает 5 % от ЕКО.

Экологически каштановые почвы абсолютные поглотители и  накопители загрязняющих веществ (тяжелые  металлы, радионуклиды, пестициды и  другие) при суглинистом и глинистом  гранулометрическом составе, так как  глубина промачивания является барьером, препятствующим миграции веществ в  ландшафтной среде. Высокая поглотительная способность почв подавляет миграционную способность загрязнителей.

Солевой состав водной вытяжки  отражает генетический профиль каштановых почв и определяется специфическими чертами процесса выщелачивания  при непромывном водном режиме. Легкорастворимые соли во всех каштановых почвах промыты. Основная масса их сосредоточена  в сульфатных солевых горизонтах и залегает в большинстве случаев  глубже 100–170 см. Лишь небольшая часть  легкорастворимых солей находится в надсолевых горизонтах. Тип засоления в солевых горизонтах — сульфатный, в надсолевых горизонтах — сульфатно-содовый или содово-сульфатный, хлоридно-сульфатно-содовый. Степень засоления в солевых горизонтах средняя, реже — сильная (плотный остаток колеблется от 0,6% до 1,7%), в надсолевых горизонтах — слабая (0,20–0,25% с колебаниями от 0,11 до 0,39%). В верхней незаселенной части профиля плотный остаток составляет 0,08% с колебаниями от 0,02 до 0,21%.

Каштановые почвы, развитые на третичных засоленных породах, характеризуются, как правило, сульфатно-хлоридным  типом засоления. Более глубокое залегание солевых горизонтов имеют  темно-каштановые и наименьшее –  светло-каштановые почвы. В пределах каждого подтипа глубина залегания  солевых горизонтов уменьшается  с повышением степени солонцеватости и утяжелением гранулометрического  состава.

Присутствие в глубоких горизонтах каштановых почв скоплений легкорастворимых солей – постоянная угроза интенсивного вторичного засоления при неправильной системе ирригации.

Реакция среды каштановых почв слабощелочная в горизонте  А. Щелочность возрастает в горизонте  АВ, особенно при солонцеватости. Присутствие  гипса в горизонте СS подавляет  щелочные свойства почвенного раствора. При слабощелочных условиях (рН 7,5–8,5–8,7) фосфаты, железо, цинк и марганец могут  быть в дефиците. Легко возникает  антагонизм между обеспеченностью  фосфором, возникает цинковая и медная недостаточность. Возможен хлороз растений, чаще в относительно более влажных  условиях. Весеннее созревание почвы  идет быстро.

Резкое перераспределение  по профилю претерпевают карбонаты  и сульфаты. Максимальное скопление  СаСО3 наблюдается ниже гумусового горизонта, а гипса и сопутствующих  ему легкорастворимых солей –  на глубине 1,5–2,0 м. Глубже атмосферная  влага не проникает. Почвообразующая  порода отличается постоянной влажностью в разные периоды года.

Общая порозность в верхнем  слое темно-каштановых почв составляет 47—56% , каштановых — 47—51% , светло-каштановых — 45—47%. В нижних горизонтах она  заметно снижается и не обеспечивает необходимых условий для развития корневой системы растений. В пахотном горизонте капиллярной водой может быть занято от 36 до 59% пор (от общей скважности), а в горизонте В лишь 27—33% , зато в последнем значительно увеличивается количество пор, занятых рыхло- и прочносвязанной водой (до 27— 33%). Глубже горизонта АВ количество пор, занимаемых капиллярной водой, постепенно уменьшается, а пор, занятых не доступной для растений влагой, становится больше.

Полевая влагоемкость каштановых почв, составляя в горизонте А 26- 36%, в горизонте АВ — 25—27%, затем постепенно понижается до 17—21% в горизонте С. Максимальная гигроскопичность каштановых почв неодинакова в разных участках профиля и наиболее выражена в обогащенных иловатыми частицами иллювиальных горизонтах, где в разных подтипах она на 13 — 57% выше по сравнению с верхними горизонтами. В связи с закономерным увеличением в восточном направлении содержания крупнопылеватой фракции и соответственным уменьшением иловатой параллельно снижается величина максимальной гигроскопичности. Коэффициент завядания в каштановых почвах сравнительно высокий. В темно-каштановых подтипах он изменяется от 10 до 17%, каштановых — от 9 до 15 и светло-каштановых — от 7 до 10%.

Гранулометрический  состав каштановых почв большей частью тяжелосуглинистый (516,7 тыс. га), значительно реже - среднесуг-линистый (34,5 тыс. га). Разновидности более легкого гранулометрического состава встречаются крайне редко и находятся в основном в Ремонтненском районе, общая площадь их около 1 тыс. га.

Каштановые почвы  и их комплексы с солонцами (до 10 %) могут быть использованы для возделывания всех полевых культур, но для пропашных культур условия малоблагоприятны. Комплексы каштановых почв с участием солонцов 10-25 % пригодны под менее требовательные зерновые и зернобобовые культуры; при участии солонцов 25-50 % возможно возделывание только солонцоустойчивых зерновых культур и многолетних трав. Комплексы с солонцами более 50 % пригодны под пастбища, но при условии преобладания среди солонцов корковых и мелких видов пастбища имеют низкое качество и нуждаются в запрещении выпаса по сырой почве.

Рекомендации по использованию каштановых почв

Каштановые почвы  и их комплексы с солонцами (до 10 %) могут быть использованы для возделывания всех полевых культур, но для пропашных культур условия малоблагоприятны. Комплексы каштановых почв с участием солонцов 10-25 % пригодны под менее требовательные зерновые и зернобобовые культуры; при участии солонцов 25-50 % возможно возделывание только солонцоустойчивых зерновых культур и многолетних трав. Комплексы с солонцами более 50 % пригодны под пастбища, но при условии преобладания среди солонцов корковых и мелких видов пастбища имеют низкое качество и нуждаются в запрещении выпаса по сырой почве

Слабо- и среднеэродированные  каштановые почвы используются так же, как и неэродированные, кроме среднесмытых видов, на которых предпочтительнее возделывать культуры сплошного сева.

Подзона каштановых почв характеризуется засушливым климатом и сильным проявлением ветровой эрозии, поэтому важнейшими элементами зональной агротехники на них выступают мероприятия по всемерному накоплению, экономному расходованию и сохранению влаги, созданию прочной агрономически ценной структуры пахотного слоя и борьбе с ветровой эрозией.

Противоэрозионные мероприятия на пашне для недефлированных  и слабодефлированных почв заключаются  в плоскорезной обработке пашни, создании системы полезащитных лесополос, полосном размещении паров и посевов через 75-100 м. На среднедефлированных почвах противоэрозионные мероприятия те же, только ширина полос уже - 50-75 м, причем полосы с парами и полевыми культурами должны чередоваться с буферными полосами из многолетних трав.

Важнейшие мероприятия  по борьбе с водной эрозией на слабосмытых почвах - плоскорезная обработка почвы поперек склона и создание водорегулирующих лесополос. На среднесмытых почвах, кроме вышеперечисленных приемов, необходимо введение полосного размещения посевов поперек склонов с шириной полос 45-55 м (посев проводят стерневыми или прессовыми сеялками). Целесообразно проведение позднеосеннего щелевания посевов озимых на глубину 30-40 см, которое проводят поперек склона с периодичностью 6-8 м. При этом, так же как и на других зональных почвах, нужно учитывать конкретные условия размещения участков и не допускать, чтобы мероприятия по защите почв от одного вида эрозии содействовали усилению другого вида эрозии.

На кормовых угодьях  мероприятия по борьбе с ветровой эрозией как на дефлированных, так и на недефлированных почвах сводятся к использованию их в системе пастбищеоборота или сенокосооборота. При необходимости на участках с сильно изреженным травостоем ценных кормовых трав проводят поверхностное или коренное улучшение. Причем улучшение травостоя на слабодефлированных почвах следует проводить полосами 100-150 м, а на среднедефлированных ширина полос не должна превышать 100 м. На слабосмытых почвах борьба с водной эрозией на кормовых угодьях заключается так же прежде всего в использовании их в системе пастбищеоборота или сенокосооборота с проведением при необходимости поверхностного или коренного улучшения травостоя. На

среднесмытых  почвах, кроме того, рекомендуется  проводить щелевание склонов через 6-8 м, а нормы высева семян при коренном улучшении увеличиваются на 30-40 %.

Для разрыхления  уплотненных иллювиальных горизонтов необходимо периодически (через 3-4 года) проводить глубокое (до 35-40 см) безотвальное рыхление с последующим внесением навоза. Заделка навоза осуществляется весной лемешными лущильниками или перепашкой. Обязательны мероприятия по влагонакоплению.

Из мелиоративных  приемов на комплексах каштановых почв с солонцами при орошении предпочтительнее проведение гипсования, а на богаре - мелиоративных вспашек. Приемы внесения гипса, виды мелиоративных вспашек, способы заделки навоза и другие сопутствующие мероприятия такие же, как на темно-каштановых почвах.

Растения на каштановых почвах нуждаются во внесении азотных  и фосфорных удобрений. Обменным калием почвы обеспечены хорошо, поэтому калийные удобрения показаны только под наиболее требовательные к калию культуры.

3. МЕТОДИКАИССЛЕДОВАНИЯ

Методика исследования, заключалась  в следующем: образцы почвы (Апах0-25см) подвергали воздействию термических (t 180⁰C, тиндализация) и химических (хлороформ, антибиотики) факторов в соответствующих дозах.

Стерилизация проводилась  методом фумигации, который основан  на интенсификации дыхания почвенного образца при его обработке  фумигантом. Почвенные образцы обрабатывали парами хлороформа в анаэробных условиях в течение 24 часов, а так же раствором антибиотиков бензилпенициллина и нистатина в концентрации 600 мг/кг.

Бензилпенициллин - бензиловый эфир 6-аминопенициллановой кислоты. Пенициллин - первый антибиотик, то есть антимикробный препарат, полученный на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Он был выделен в 1928 г. Александром Флемингом из штамма гриба вида Penicilliumnotatum на основе случайного открытия: попадание в культуру бактерий плесневого гриба из внешней среды оказывает бактерицидное действие на культуру бактерий (Ланчиш, Паренти, 1985).

Нистатин - противогрибковый препарат полиенового ряда, используется в терапии кандидозов. Впервые выделен из Streptomycesnoursei в 1950 г. (Навашин, Фомина, Справочник 1974,1975).

Для обработки почвы термическим  способом использовали метод высушивания  в сушильном шкафу при t 180⁰C в течение 3 часов и процесс тиндализации. Тиндализация – это метод стерилизации, заключающийся в повторном воздействии на стерилизуемые объекты относительно невысокой температурой с суточными интервалами. Тиндализацию проводят в следующих условиях: трехкратно при температуре 70-90⁰С в течение часа (Нетрусов, Котова, 2006).

При получении аналитических  данных, используемых в настоящей  работе, применялась разработанная  и апробированная методология исследования биологической активности (Казеев, 1996; Вальков, Казеев, Колесников, 1999; Колесников, Казеев, Вальков, 2000) с использованием общепринятых в почвоведении и биологии методов (Практикум по агрохимии, 1989; Хазиев, 1990; Методы почвенной микробиологии  и биохимии, 1991).

Определение ферментативной активности почв основано на учете  количества переработанного в процессе реакции субстрата или образования  продукта реакции в оптимальных  условиях температуры, РН среды, концентрации субстрата и навески почвы.