Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Приемы использования отходов производства в агроэкосистемах Центрального Черноземья. Монография
.pdf
точных иммобилизованных гидролитических ферментов, который обеспечивает пул простых органических полимеров. Пул
гидролитических ферментов, который обеспечивает пул простых
органических веществ, благодаря работе которых пул простых
органических веществ постоянно пополняется за счет гидролиза
гумуса и других органических полимеров. Пул гидролитических
ферментов обеспечивает пул простых органических веществ, который дает возможность существовать в почве огромному пулу
микроорганизмов.
Регулируя окружающие условия, можно по намеченной
схеме поднимать, понижать или поддерживать на определенном
уровне численность определенной популяции в почве. Так, внесение простых источников углерода (глюкозы) дает возможность
поднять численность популяции иногда на 2-4 и даже 5 порядков,
т.е. в 100-100000 раз. Внесение микробов, обладающих гидролитической активностью, или внесение полимеров (целлюлозы, хитина) дает возможность не только повысить популяционную
плотность, но и поддержать ее длительное время на высоком
уровне. Удержание популяции на очень высоком уровне (108-1010
клеток на 1 г почвы) представляется трудным и даже невозможным (Марфенина, 1980; 1998).
Весьма вероятно, что в данных условиях жом, в котором
содержится до 2% сахаров на сухое вещество, обеспечивал быстрое формирование сообщества микроорганизмов, а следовательно, и повышение ферментативной активности почвы до контрольного варианта.
Снижение биологической активности почвы к середине вегетации связано, по-видимому, с усилением конкуренции за биофильные элементы между растениями и микроорганизмами, а
также с существенным уменьшением экзосмоса растениями гречихи.
Летний период 2006 года характеризовался условиями, близкими к среднемноголетним данным. Колебания ферментативной
активности наблюдались от 4,7 на контроле до 5,9 О2 см3/г/мин на
варианте с совместным внесением жома и дефеката.
В 2007 году на IX этапе органогенеза гречихи наблюдалось
снижение активности каталазы относительно этого же периода в
2006 году на 6,1-13,5%. Это связано с повышенным температурным
161
режимом и резким дефицитом осадков, то есть с условиями, при
которых снижается активность детритофагов, редуцентов.
На ХII этапе органогенеза гречихи ферментативная активность заметно снижалась относительно IX-го этапа органогенеза
на 26,0-31,3%. Это связано с тем, что с течением времени биологические процессы замедлялись, заканчивался процесс разложения детрита и прекращался экзоосмос растений (Реймерс, 1994).
Засоренность агроценозов гречихи
К факторам урожая, имеющим прямое отношение к начальному периоду, относятся не только условия тепло- и влагообеспеченности, солнечная радиация, плодородие почвы, но и атрибутивные системообразующие факторы – пространство и время,
состав агрофитоценоза (соотношение культурных и сорных растений) (Захаренко, 2000).
Проведенные исследования позволяют судить о том, что в
2005 г. при повышенном температурном режиме и обильном выпадении осадков в весенний период число сегетальных растений
на изучаемых вариантах колебалось от 9 до 33 шт/м2 . Минимальным оно было при использовании жома – 9 шт/м2, что меньше в
сравнении с контролем на 50,0%.
Внесение в систему дефеката увеличивало засоренность посевов, и она достигала максимальной величины – 33 шт/м2, что
превышало контроль на 83,3%, а вариант с внесением жома – на
130,1%. При этом среди сегетальной растительности превалировали преимущественно ярутка полевая, которая занимала в агроценозах до 24,2%, и вьюнок полевой – до 36,3% .
Вероятно, что семена сорных растений поступают в агроценозы с внесенным дефекатом сахарной свеклы, так как дефекат
представляет собой почву, смываемую в процессе подготовки
корнеплодов к переработке.
В весенний период 2006 года при дефиците влаги в почве в
зависимости от внесенных мелиорантов и удобрений среди сегетальных растений превалировали малолетние зимующие сорняки, из которых в зависимости от вариантов преобладала пастушья
сумка – 18,0-79,4%. Среди многолетних корнеотпрысковых гос-
162
подствовали: вьюнок полевой – 8,2-42,3% и осот полевой – 10,260,3% (табл. 62).
Таблица 62. Засоренность агроценозов на III этапе органогенеза
гречихи
Количество растений, шт./м
2
Виды сегетальных
Растений
Малолетние зимующие 12 17 8 15
Малолетние яровые - - 1 Многолетние корнеотпрысковые 6 16 - 13
Общее число растений, шт. 18 33 9 28
Полевая всхожесть гречихи, % 79,3 86,5 92,0 90,3
Малолетние зимующие 8 17 12 5
Малолетние яровые - - - Многолетние корнеотпрысковые
Общее число растений, шт. 19 34 13 24
Полевая всхожесть гречихи, % 71,3 76,0 81,1 80,2
контроль
2005 год
2006 год
11 17 1 19
2007 год
дефекат
жом
жом+
дефекат
Малолетние зимующие 10 10 8 13
Малолетние яровые 2 5 2 7
Многолетние корнеотпрысковые 2 11 1 6
Общее число растений, шт. 14 26 11 26
Полевая всхожесть гречихи, % 75,3 82,2 87,4 85,3
Среднее за 2005-2007 гг.
Малолетние зимующие 10 15 9 11
Малолетние яровые 1 2 1 2
Многолетние корнеотпрысковые 6 15 1 12
Общее число растений, шт.
Полевая всхожесть гречихи, % 75,3 81,6 86,8 85,3
17 33 11 24
Важно отметить, что при использовании свекловичного
жома численность сегетальных растений не превышала 13 шт/м2,
при этом преобладала пастушья сумка, занимая среди сорняков
163
84,6%, в то время как на других вариантах наибольшим количе-
ством были предствлены корнеотпрысковые сорняки, занимая в
составе сегеталов от 25,2 до 80,2%. Необходимо отметить, что их
общая численность в сравнении с 2005 годом изменилась несущественно, а всхожесть гречихи в 2006 году была на 9,3-15,2%
ниже, чем в 2005 году, т.е. сорные растения обладают большей
пластичностью, совмещая в себе признаки виолентности, патиентности, эксплерентности. В то время как культурные растения
в процессе селекции утратили признаки виолентности и патиентности, у них остался ярко выражен признак эксплерентности.
В 2007 году, когда в весенний период наблюдалась погода с
повышенным температурным режимом и пониженным количеством осадков, минимальное число сегетальных растений формировалось при использовании свекловичного жома – 11 шт/м2,
что меньше контрольного варианта на 21,4%, а показателей варианта с внесением дефеката – на 107,1%. При этом преобладали
малолетние зимующие (ромашка непахучая – 36,3%; пастушья
сумка – 36,3%), в то время как при внесении в систему дефеката
в составе агроценозов существенно увеличилась численность
корнеотпрысковых сорняков – 42,4%.
Следовательно, при прочих равных условиях (температурный режим, влажность почвы и др.) реакция почвенного раствора
оказывает существенное влияние на формирование состава сегеталов и их численность.
Изменение реакции почвы и содержания в ней элементов
минерального питания в доступной форме определенным образом связано с изменением и других почвенных условий жизни
растений (воздух, вода, тепло и т.д.), поэтому возможное непостоянство численности и видового состава сорняков в посевах
определяется совокупным влиянием меняющихся условий среды
обитания.
Что касается взаимодействия гречихи и сегетальных растений, то на III этапе органогенеза между полевой всхожестью
культуры, числом и составом сегетальной растительности взаимосвязи не установлено. Возможно, это объясняется тем, что
гречиха является довольно пластичным растением. Вероятно,
что на III этапе органогенеза культуры между гречихой и сегетальными растениями наблюдается «эффект группы». Титов
164
(1978) отмечает, что между растениями может наблюдаться на
ранних этапах положительное взаимодействие при защите от
неблагоприятных экологических условий (ливневых дождей,
сильного ветра и т.д.). Однако положительный эффект группы
проявляется не безгранично, а до некоторого оптимального
уровня плотности популяции.
Видовое разнообразие сорной растительности к IX этапу
органогенеза гречихи значительно увеличилось (табл. 63).
В агроценозы внедрились малолетние яровые (горец птичий, щетинник зеленый, просо куриное и др.).
В 2005 году при обильных осадках в июне максимальная
численность сегетальных растений на IX этапе органогенеза
гречихи достигала 165 шт./м2 при внесении в агроценозы дефеката, что больше, чем на III этапе развития культуры на 20,0%.
Малолетние яровые заняли господствующие положение в посевах, составляя по вариантам 56,8-88,3% от общего количества
сорняков.
Минимальное количество сорняков в посевах наблюдалось
при внесении жома – 34 шт./м2, что меньше, чем на контрольном
варианте на 65,6%, а в сравнении с дефекатом – на 132,3%.
В 2006 году, который по температурному режиму и выпадающим осадкам соответствовал среднемноголетней норме, минимальное количество сорняков в посевах наблюдалось при внесении в агроценозы свекловичного жома – 20 шт/м2, а максимальное – при внесении дефеката – 135 шт/м2.
При этом изменился их флористический состав, в частности
в агроценозы внедрились: вьюнок полевой, лапчатка серебристая,
марь белая, пырей ползучий, костер полевой; выпали из посевов:
ярутка полевая, просо куриное, осот полевой. То есть происходило заполнение экологических ниш.
При дефиците осадков в летний период 2007 года наблюдалось максимальная засоренность посевов гречихи. Она колебалась в пределах 57-169 шт/м2. Минимальной она была при использовании жома, а максимальной – при внесении дефеката соответственно, что выше показателей 2006-2005 гг. на 64,9-40,3%
и 20,1-2,3% соответственно.
165
Таблица 63. Засоренность агроценозов на IX этапе
органогенеза гречихи
Количество растений, шт./м
Виды сегетальных растений
контроль дефекат жом
2005 год
Малолетние зимующие 25 44 2 5
Малолетние яровые 57 102 30 26
Многолетние корнеотпрысковые 17 19 2 6
Общее число растений, шт. 99 165 34 37
Масса сырых растений г/м2 101,5 114,7 50,4 75,3
2006 год
Малолетние зимующие 38 25 3 14
Малолетние яровые 14 57 8 10
Многолетние корнеотпрысковые 19 34 6 7
2
жом+
дефекат
Многолетние корневищные 17 19 3 9
Общее число растений, шт. 88 135 20 40
Масса сырых растений г/м2 116,8 189,3 55,4 61,3
2007 год
Малолетние зимующие 40 49 9 21
Малолетние яровые 50 61 21 43
Многолетние корнеотпрысковые 40 42 25 22
Многолетние корневищные 20 17 2 23
Общее число растений, шт. 150 169 57 109
Масса сырых растений г/м2 129,3 143,4 78,6 106,8
Среднее за 2005-2007 гг.
Малолетние зимующие 34 39 5 13
Малолетние яровые 40 73 20 26
Многолетние корневищные 12 11 1 11
Многолетние корнеотпрысковые 25 32 11 12
Общее число растений, шт. 111 155 37 62
Масса сырых растений г/м2 115,9 149,1 61,5 81,1
166
Масса сырых растений сегеталов колебалась в пределах от
78,6 до 143,4 г/м2; между биомассой сорняков и накопленной
биомассой гречихи в критический период наблюдается отрицательная корреляция -0,160+ 0,052.
На XII этапе органогенеза гречихи численность сегетальной растительности в агроценозах существенно уменьшилась
вследствие завершения цикла развития малолетних зимующих
сорняков, малолетних яровых (табл. 64).
Таблица 64. Засоренность агроценозов на XII этапе органогенеза
гречихи
Количество растений, шт/м
Виды сегетальных растений
2005 год
Малолетние зимующие 1 - - 1
Малолетние яровые 9 16 2 16
Многолетние корнеотпрысковые 8 14 9 14
Многолетние корневищные 2 7 - 3
Общее число растений, шт. 20 37 11 34
Масса сырых растений г/м2 40,3 52,1 31,0
2006 год
Малолетние яровые 15 20 11 17
Многолетние корнеотпрысковые 9 15 12 13
Многолетние корневищные 1 2 1 Общее число растений, шт. 25 35 22 30
Масса сырых растений г/м2 36,4 54,2 35,1 38,7
2007 год
Малолетние яровые 12 14 2 9
Многолетние корнеотпрысковые 7 4 4 7
Общее число растений, шт. 19 18 6 16
Масса сырых растений г/м2 29,7 32,1 14,6 21,4
Среднее за 2005-2007 гг.
Малолетние зимующие - - - Малолетние яровые 12 15 5 14
Многолетние корнеотпрысковые 8 11 9 12
Многолетние корневищные 1 3 - 1
Общее число растений, шт. 21 29 14 27
Масса сырых растений г/м2 35,5 46,1 26,9 35,3
контроль
дефекат
жом
2
жом +
дефекат
45,7
167
Засоренность посевов в 2005 году в период созревания зер-
на гречихи не превышала 11-37 шт/м2; в 2006 – 17-35 и в 2007 –
6-18 шт/м2. Биомасса их уменьшалась до 31,0-52,1; 35,1-54,2;
14,6-32,1 г/м2 соответственно.
Урожайность гречихи
Максимальный урожай зерна гречихи формировался при
совместном внесении свекловичного жома с дефекатом, что
превышало контрольный вариант на 25,9% (табл. 65).
Таблица 65. Урожайность зерна гречихи, ц/га
Вариант 2005 г. 2006 г. 2007 г.
Контроль 18,2 12,5 16,7 15,8
Дефекат 17,0 13,3 17,2 15,8
Свекловичный жом 21,4 15,2 19,8 18,8
Жом+дефекат 22,7 16,2 20,9 19,9
НСР
1,8 1,2 1,9
0,95
Среднее
2005-2007 гг.
Следует отметить, что на данном варианте в наиболее благоприятном по метеоусловиям 2005 году урожайность зерна гречихи
достигала 22,7 ц/га, что превышало контрольный вариант на 24,7%,
а вариант с внесением свекловичного жома – на 5,7%. В менее благоприятных по метеоусловиям 2006 и 2007 годах данные варианты
обеспечивали наибольшую продуктивность гречихи. В 2006 году
урожайность зерна составила 15,2 ц/га на варианте с внесением жома и 16,2 ц/га на варианте использования смеси «жом+дефекат», что
выше контроля без внесения на 21,6; 29,6%, а в 2007 году – 18,5;
20,9 ц/га, что превышало контрольный вариант на 18,5; 25,1% соответственно.
Сроки внесения свекловичного жома в агроценозы
Наиболее целесообразным сроком использования свекловичного жома в качестве органического удобрения следует считать осенний период, так как основной выход данного отхода
приходится на август – февраль с пиком в сентябре – ноябре. Однако размещение свекловичного жома в агроэкосистемах в этот
168
период ограничивается дефицитом транспортных средств, которые используют для перевозки корнеплодов и большая часть жома хранится в течение зимнего периода в жомохранилище – жомовой яме, а весной вывозится на поля (полигоны).
При хранении жома в открытых ямах его свойства существенно изменяются, в нем происходят интенсивные микробиологические и ферментативные процессы. Содержащиеся в жоме сахара, пектиновые вещества разлагаются с образованием органических кислот, главным образом молочной, масляной и уксусной,
которые обеспечивают высокую кислотность свекловичного жома. Так, реакция жома в осенний период составляет 5,22-5,95, весной же жом в ямах получается кислым – 3,35-3,46 ед. (табл. 66).
Таблица 66. Качество свекловичного жома,
(% на натуральную влажность)
Показатели
09.2004 г. 04.2006 г. 10.2008 г. 03.2010 г.
Влага 84,79 85,39 89,49 91,13
Общий азот 0,23 0,34 0,13 0,27
Р2О5 общий 0,08 0,08 0,02 0,03
К2О общий 0,11 0,10 0,01 0,09
Зола 0,45 0,51 0,32 4,15
рН 5,22 3,35 5,95 3,46
Сроки определения
Следует отметить и тот факт, что при изменении влажности
свекловичного жома его состав и свойства улучшаются. Так, при
влажности 72,58% его реакция составляла 4,53 единицы, при достижении влажности 30,5% реакция свекловичного жома становится щелочной – 7,97 ед. При этом содержание азота увеличивается с 1,83% до 2,87%, достигается наиболее благоприятное соотношение углерода к азоту для его разложения в почвеннобиотическом комплексе (табл. 67).
Проведенные исследования позволяют судить о том, что при
размещении свекловичного жома в агроценозе в осенний период
влажность почвы увеличивалась с 22,3% до 27,1% без его выравнивания и до 31,3% при выравнивании в октябре 2004 года.
В мае 2005 года под выровненным с осени жомом влажность почвы достигала 38,2%, что превышает контроль на 15,7%,
а под выровненным весной – на 5,6%.
169
Рассматривая данный факт, следует отметить, что содержа-
10.2005 г.
щиеся в свекловичном жоме вещества (белки, безазотистые экстрактивные вещества, клетчатка) обладают в большинстве своем
свойствами лиофильных коллоидов, т.е. способны связывать значительное количество воды – талых вод, выпадающих осадков.
Таблица 67. Качество свекловичного жома разной влажности
Содержание, %
Показатели
Влага 72,58 30,50
Общий азот 1,82 0,32 2,87 0,81
Р2О5 общий 0,35 0,06 0,42 0,29
К2О общий 0,63 0,11 1,20 0,83
Зола 20,61 3,59 73,88 51,35
рН - 4,53 - 7,97
С/N 21,8 - 11,16 Органическое
вещество
на сухое
вещество
39,7 - 13,06 -
Влажный Сухой
на натуральную
влажность
на сухое
вещество
на натуральную
влажность
В дальнейшем в течение весеннего периода жом высыхает и
создает как бы мульчирующий слой на поверхности почвы. Обработка почвы приводит к тому, что верхний горизонт оказывается менее увлаженным, чем контроль: разница между контролем и
выровненным осенью жомом в июле составила 0,7% и выровненным весной – 1,8%. В октябре влажность почвы под выровненным осенью жомом достигала 14,6% и превышала контроль на
2,1%, а под выровненным весной – на 1,3% (табл. 68).
Таблица 68. Влияние свекловичного жома на влажность
почвы (0-20 см), %
Вариант
Контроль (без жома)
Жом, выровненный осенью
Жом, выровненный весной
11. 2004 г. 05. 2005 г. 07. 2005 г.
22,3 22,5 21,2 12,5
31,3 38,2 20,5 14,6
27,1 32,6 19,4 13,3
Сроки отбора образцов
170
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]