МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное Бюджетное образовательное учреждение высшего пРофессионального образования «российский государственный аграрный университет – МСха имени К.А. Тимирязева» (ФГБОУ ВПО ргау - МСХА имени К.А. Тимирязева)

Факультет почвоведения, агрохимии и экологии

Кафедра экологии

ОТЧЕТ

по производственной практике

на базе ФГБУ ГЦАС «Московский»

Научные руководители:

Доцент кафедры экологии, Раскатов В.А.

(подпись, дата)

Доцент кафедры агрономической, биологической химии и радиологии,

Сидоренкова Н. К. (подпись, дата)

Выполнила

магистр 2-ого года, Серова Е.В.

(подпись, дата)

Москва 2013

Оглавление

Введение 2

1. Обзор литературы 3

1.2. Оценочная характеристика ресурсов известковых удобрений 10

2. Объекты и методы исследований 14

2.1. Административная, почвенная и климатическая характеристика почвы 14

2.2. Значение длительного полевого опыта 20

2.3. Биологические особенности и агротехника возделывания культуры 23

2.3.1 Озимая пшеница 23

2.3.2. Клевер 26

2.4. Внесение известковых удобрений 36

3. Результаты исследований 37

3.1.История закладки опыта 37

3.2. Полученные сведения 38

3.3. Данные по полевому опыту. 39

3.3. Влияние известкования на урожайность 39

Выводы 44

Заключение. 45

Введение

Сельское хозяйство – одна из древнейших отраслей. Испокон веков наши предки пытались рационализировать эту отрасль. В наше время проводится очень много научно-исследовательской работы направленной на получение высокого, устойчивого урожая сельскохозяйственных культур и качества растениеводческой продукции

Вопросом изучения необходимых доз вносимых удобрений и их влиянием на урожай с 1921 года занимаются специалисты Агрохимической опытной станции в городе Москва. Пройдя на станции две производственные практики, в 2009 и 2010 годах, мы изучали методики полевых опытов, лабораторные исследования, технологии возделывания культур. Были отобраны опытные пробы для определения тяжелых металлов и для дальнейшего анализа.

Постановка опытов в режиме «открытых» полей требует много времени, техники и рабочей силы. Объёмы выполняемых научных исследований с годами, сокращаются.

Практика в центре агрохимической службы, в рядах опытных сотрудников, позволила мне изучить основы получения данных агрохимического анализа почв. Статистической обработкой данных я занималась самостоятельно, опираясь на теоретические знания.

Целью работы являлось определение основных агрохимических свойств, анализируемых почв, на базе ФГБУ ГЦАС «Московский».

Задачи работы:

1. Оценить влияние известкования на плодородие почвы.

2. Изучить влияние известкования на агроэкологические показатели почвы.

1. Обзор литературы

1.1. Биологическая активность дерново-подзолистой почвы под влиянием минеральных удобрений

В длительном полевом опыте изучено влияние минеральных удобрений и известкования на биологическую активность дерново-подзолистых почвы. Выявлена сопряженность агрохимических свойств почвы и продуктивности севооборота с показателями ее биологической активности. Известкование по фону полного минерального удобрения обеспечило наиболее благоприятные условия для биохимических процессов в почве.

Активизация биологических процессов в почве под севооборот при использовании минеральных удобрений и извести является одним из путей сохранения и повышения плодородия кислых почв. Многие исследователи отмечают повышение общего уровня биологической активности дерново-подзолистых почв при известковании. Нашими предыдущими исследованиями в длительном стационарном опыте на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве установлена положительная роль известкования в снижении всех форм кислотности, сохранения азота в почве и улучшении качественного состава гумуса. Наиболее эффективным являлось известкование по 1.0 г.к. на фоне 2NPK.

Исследования, проведенные в полевом стационарном опыте, заложенном в 1980 г. На опытном поле Пермского НИИСХ. Почва - дерново-подзолистая тяжелосуглинистая, содержание гумуса 2,72%, pHKCL 4.6, Нг – 5.1, сумма поглощенных оснований – 19,0мг-экв/100г почвы, содержание подвижных форм фосфора и калия по Кирсанову – 8.0 и 12.0 мг/100г почвы соответственно. Варианты опыта включали 3 уровня минерального питания (N0P0K0 – без удобрений, N21P34K35 – NPK, N41P69K70 – 2NPK). В опыте использовали Nаа, Pсд и Kх. Известь вносили перед закладкой опыта в паровое поле по 1.0 г.к. Поддерживающее известкование по 0.5 г.к. (варианты 3,6) было проведено в 1987 г.

Севооборот – семипольный со следующими чередованиями культур: чистый пар, озимая рожь, яровая пшеница с подсевом клевера, клевер 1-ого года пользования, клевер 2-го года пользования, ячмень, овёс. Общая площадь делянки 100 м2, учетная – 50 м2. Опыт заложен в четырехкратной повторности, размещение вариантов рендомизированное. Почвенные образцы для исследования отбирали в паровом поле 4-й ротации севооборота в пахотном слое 0-20 см. Биологическую активность почвы оценивали по комплексу показателей. Учет общей численности микроорганизмов, азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий проводили при посеве почвенной суспензии на соответствующие питательные среды с последующим разведением и расчетам по таблицам Мак Креди.

Нитрифицирующую способность почвы определяли по методу Кравкова, целлюлозоразлагающую способность - по степени разложения льняного полотна. Скорость продуцирования СО2 определяли путем компостирования почвы при температуре 28̊˚С, влажности 60% ПВ, фиксируя выделение СО2 на газовом хроматографе “Chrom-5” (газоноситель-гелий).

Содержание трансформируемого углерода (Сtrans) определяли по формуле Сtrans =Собщ-Сmin, где Собщ – общее содержание углерода в почве, Сmin – содержание углерода в почве, установившееся при экстенсивном (контрольный вариант длительного опыта) использовании.

Таблица 1.Показатели плодородия пахотного слоя дерново-подзолистой почвы при длительном (25 лет) применений удобрений и известковании

Вариант	рНKCL	Cобщ	Сtrans, %	Nобщ, %	N л.г.	N min	Прод. поля (ср. за 3 ротации), к.е./Га
1. Без удобрений и извести(контроль)	4.4	1.27	0	0.13	6.7	3.3	2700
2. СаСО3 по 1 г.к.	5.2	1.37	0.10	0.14	8.2	5.4	2840
3. СаСО3 по 1 г.к. + СаСО3 по 0.5 г.к.	5.4	1.35	0.08	0.14	7.0	6.4	2580
4. 2NPK	4.5	1.36	0.09	0.15	8.1	8.3	3200
5. 2NPK + СаСО3 по 1 г.к.	4.9	1.55	0.28	0.16	8.5	11.2	3170
6. 2PK + СаСО3 по 1 г.к. + СаСО3 по 0.5 г.к.	5.2	1.64	0.37	0.17	9.2	15.4	3200
НСР05	0.2	0.03	0.02	0.01	0.5	0.7	110

Проверенные исследования показали, что почва известкованных вариантов характеризовалась наиболее благоприятными значениями рН_KCL, повышенным содержанием всех форм азота по отношению к контролю. Нейтрализация почвенной кислотности при известковании отдельно и по фону минеральных удобрений способствовала сохранению более высокого уровня гумусированности почвы и положительно отразилась на его качественных показателях: увеличилось содержание гуматов кальция, определяющих устойчивость и агрономическую ценность гумуса. Влияние минеральных удобрений (2NPK) проявилось в сохранении почвенной кислотности (р_НKCL 4.5) и увеличение подвижности гумусовых кислот(содержание фракции ГК-1 возросло в 2 раза по отношению к контролю).

Известкование кислой дерново-подзолистой почвы и внесение умеренных доз минеральных удобрений способствовало существенной активизации почвенной микрофлоры. Общая численность микроорганизмов увеличилась с 250 тыс. в неудобренной почве до 3500 тыс. /г почвы в варианте 2NPK + СаСО₃ по 1 г.к.+ СаСО₃ по 0.5 г.к. Наряду с этим наблюдали возрастание количества азотфиксирующих бактерий, чему благоприятствовало снижение почвенной кислотности и поступление в почву органического вещества пожнивно-корневых остатков в больших количествах, чем в варианте без удобрений.

Между показателем рН_KCL и численности группы микроорганизмов-азотфиксаторов выявлена тесная экспотенциальная зависимость (r=0/70). Отмечено, что азотфиксирующая способность известкованной почвы при внесении стандартной дозы извести в 2.8 раза выше, чем неизвесткованной, и на основании этого сделан вывод о том, что азотфиксацию и гумификацию можно считать сопряженными процессами, так как большая часть азота, накопленного азотфиксирующими микроорганизмами, закрепляется в почве в форме гумусовых соединений. Еще более тесные взаимосвязи установлены между содержанием активных компонентов углеров (Сtrans) и количеством азотфиксирующих бактерий(r=0,88). Высокие коэффициенты корреляции подтвердили, что активность почвенной микрофлоры зависит от наличия в почве органического углерода в целом и от содержания его активной фазы, в частности. Трансформируемая фаза углерода является сбалансированным и легкодоступным источником питания для микроорганизмов и энергии для биологических процессов.

Объективным показателем эффективного плодородия почвы является наличие в ней нитрифицирующих бактерий, которые отличаются высокой требовательностью к условиям существования. Нитрификаторы играют значительную роль в пищевом режиме почвы. В не удобренной почве количество микроорганизмов этой группы было минимально и составило 2 тыс./г почвы. Известкование основное и поддерживающее способствовало увенличению количества нитрификаторов в 5-10 раз, в варианте 2NPK составило 150 тыс./г почвы. Между реакцией почвенной среды (рНKCL) и количеством нитрифицирующих бактерий выявлена зависимость средней силы (r=0.45). Увеличение уровня гумусированности почвы при внесении извести отдельно и совместно с минеральными удобрениями не оказало существенного влияния на наличие в почве бактерий-нитрификаторов, в то время как между содержанием трансформируемой фазы углерода и количеством нитрификаторов установлена тесная положительная связь (r=0.88).

Об изменении Таким образом, нейтрализация почвенной кислотности и увеличение доступного для микроорганизмов органического вещества способствовали изменению количественного и качественного состава микробоценоза и усилению микробиологических процессов.

Об изменении микробиологических процессов в почве под влиянием агрохимических приёмов можно судиь по результатам исследования нитрифицирующей способности почвы. В меньшей степени нитрифицирующая способность выявлена в почве контрольного варианта, в которой накопление нитратов при ее компостировании составило 36.5 мг N-NO₃/кг. Существенное усиление нитрифицирующей способности почвы произошло при внесении минеральных удобрений и извести. Максимальное значение этот показатель имел в варианте с поддерживающим известкованием на фоне полного минерального удобрения и был равен 86.2 мг N-NO₃/кг. Согласно данным корреляционно-регрессионного анализа, отмечена тесная взаимосвязь между основными показателями плодородия и нитрифицирующей способностью почв.

Интенсивность выделения углекислого газа используют как показатель биологической активности микроорганизмов и устойчивости углерода почвы к минерализации. Увеличение эмиссии СО₂ в атмосферу способствует усилению парникового эффекта и свительствует о более полном биологическом «сгорании» органических веществ в почве и, следовательно, приводит к обеднению почвы соединениями углерода, уменьшению количества исходного материала для гумусообразования. Поэтому изучение углерод-минерализирующей способности почвы под влиянием окультуривания представляет значительных научный и практический интерес. В Варианте 2NPK наблюдали минимальный уровень продуцирования углекислого газа (26-27 мкг С-СО2/г/ч), максимальный – в варианте внесения СаСО₃ по 1 г.к. (42-43 мкг/г/ч). Учет суммарной эмиссии С-СО₂ за 24 часа показал, что наибольшее количество почвенного органического вещества минерализовалось в почве, известкованной по 1.0. г.к., а минимальное – при внесении в почву полного минерального удобрения. Полученные результаты позволили предположить, что минеральные удобрения подавляли эмиссию СО₂ вследствии подкисления почвы, а известь ее усиливала. Реакция почвенного раствора оказала существенное влияние на эмиссию С-СО₂. Уменьшение почвенной кислотности привело к интенсивности «дыхания» почвы. Между этими показателями выявлена тесная связь, коэффициент корреляции был равен 0.81. Интенсивность «дыхания» почвы в большей степени зависела не от количества, а от качественного состава органического вещества, в частности, установлена тесная связь этого показателя с фракцикей подвижных гуминовых кислот в составе гумуса (ГК-1). Коэффициент корреляции между содержанием углерода фракции ГК-1 и суммарной эмиссией СО₂ был равен 0.80. В то же время между содержанием углерода фракции ГК-2 и суммарной эмиссией СО₂ существовала связь средней силы (r=0.50). Это указывает на большую устойчивость к минерализации гумусовых кислот, связанных с кальцием, и значительно меньшую к микробиологическому воздействию – фракции ГК-1. Аналогичные данные были получены в длительных опытах на дерново-подзолистых и черноземных почвах. Отмечена взаимосвязь между интенсивностью выделения С-СО₂ и содержанием активной рансформируемой фазы углерода.

Степень разложения льняного полотна широко используется как показатель биологической активности почвы и позволяет судить о наличии в ней минерального азота и мобилизационных возможностях почвы в отношении этого элемента. Интенсивность разложения клетчатки изучали в почве под посевом клевера 1-го года использования. В контроле и варианте 2NPK этот показатель был минимальным. Известкование почвы по 1 г.к. перед закладкой опыта привело к увеличению степени разложения льняной ткани по отношению к контролю в 2 раза. Внесение извести на фоне полного минерального удобрения также способствовало значительной убыли массы ткани.

Благоприятные изменения почвенной кислотности, гумусного состояния и азотного режима, а также активизация биологических процессов в условиях известкования способствовали существенному повышению плодородия и увеличению биопродуктивности дерново-подзолистой почвы. Максимальная продуктивность в среднем за 3 ротации севооборота была получена в вариантах 2NPK и с поддерживающим известкованием на фоне полного минерального удобрения и составила 3200 к.е./Га севооборотного поля.

Методом корреляционно-регрессионного анализа выявлена положительная связь продуктивности севооборота с показателями биологической активности почвы: средняя – с количеством нитрифицирующих бактерий и продуцированием С-СО₂, высокая – с общей численностью микроорганизмов.¹