1.4 Микроорганизмы, удобрения и урожайность картофеля

Регулирование плодородия почв должно базироваться на агроэкологических принципах, предусматривающих оптимизацию структуры агроэкосистем, биогеохимических циклов гидрологического режима и поддержание биоразнообразия в ландшафтах. Основными средствами воспроизводства и поддержания плодородия почв являются зонально и ландшафтно-адаптированные системы севооборотов, обработки почвы при использовании оптимальных доз органических и минеральных удобрений, достаточных для поддержания в почвах компенсированного баланса гумуса и минеральных элементов питания растений. [40]

Современная наука в нашей стране и за рубежом накопила большой материал о влиянии удобрений на микрофлору и свойства почвы. Большинство ученых отмечают сугубо положительное влияние на почвенную микрофлору минеральных и органических удобрений. В удобренных почвах увеличивается численность микроорганизмов, а также наблюдается и смена доминантных видов, входящих в те или иные физиологические группы. На микрофлору почвы особенно сильно действуют азотные удобрения, несколько меньше – соли фосфорной кислоты, а наименее слабо воздействуют – калийные удобрения.

Внесение в почву минеральных удобрений резко интенсифицирует микробиологические процессы, в результате чего сопряжено увеличивается трансформация органических и минеральных веществ. Характерный показатель активизации деятельности микрофлоры под влиянием удобрений – усиление «дыхания» почвы» – выделение СО₂. Это результат, прежде всего, ускоренного разложения органических соединений почвы.

Труды некоторых ученых показывают, что внесение в почву азотных удобрений усиливает поступление азота из почвенных запасов. Азотные минеральные удобрения помимо прямого воздействия на культуру оказывают и второстепенное влияние – мобилизую почвенный азот, что было доказано в опытах Ф.В. Турчина (1980). Причем в богатых гумусом почвах такое второстепенное воздействие значительно больше, чем прямое.

На мало плодородных почвах высокие нормы азотных удобрений показывают отрицательный эффект. Обычно это наблюдается при использовании физиологически кислых удобрений на малобуферных почвах.

Внесение в почву фосфорно-калийных удобрений мало способствует использованию растениями почвенного азота, но усиливает деятельность азотфиксирующих микроорганизмов. Однако чрезмерная активизация почвенной микрофлоры может быть и вредной, т.к. процессы, направленные на восстановление нарушенного равновесия, приводят к потерям минеральных удобрений, ухудшению физико-химических и биологических свойств почвы. [16]

Во взглядах исследователей нет единого мнения относительно механизма действия минеральных удобрений на микрофлору почвы. Многие считают определяющим фактором в действии минеральных удобрений на микрофлору почвы действие удобренного растения. Другие указывают на непосредственное действие самих удобрений и измененные ими почвенные условия. Но исследования микробиологов показывают, что корневое питание растений находится в неразрывной связи с жизнью почвенной микрофлоры. На самом деле растения в период роста и развития тесно связаны с жизнью почвенной микрофлоры, доставляющей им все необходимые элементы пищи в усвояемой форме. Свою полезную для растений роль микроорганизмы корневой системы могут осуществить только при взаимоотношениях с растениями, поскольку они размножаются за счет органических веществ, синтезируемых растениями.

Применение удобрений, повышая количество микроорганизмов в почве, и усиливая их жизнедеятельность. Причем не только химический состав, но и формы вносимых удобрений, способы и дозы их внесения имеют значение для жизнедеятельности микроорганизмов и растений.

Применение минеральных удобрений оказывает стимулирующее действие на численность почвенных, ризосферных микроорганизмов, повышает биологическую активность почвы, что сказывается на продуктивности сельскохозяйственных культур. Удобрения и способы их внесения, взаимно повышая эффективность, являются необходимым условием роста урожайности картофеля. [42]

Повышение плодородия почвы за счет удобрений положительно коррелирует с показателями биохимической активности, так например, с активностью гидролитических ферментов и численностью физиологических групп микроорганизмов – целлюлозоразлагающих, нитрификаторов, аммонификаторов и др. Урожайность сельскохозяйственных культур при применении системы удобрений в севообороте находится в прямой связи с активностью гидролитических ферментов и численностью многих групп микроорганизмов. Влияние удобрений, изменяющих определенным образом микробиологическую жизнь, проявляется и в активности ферментативных процессов в черноземных почвах зоны. В частности, установлено, что на фоне удобрений существенно повышается активность нуклеазы, фосфатазы, уреазы, инвертазы и др. [17, 36, 39]

Опыты, проведенные на основных почвах южной лесостепной зоны, показывают, что совместное применение минеральных и органических удобрений поддерживает положительный баланс гумуса, оказывает положительный эффект на водно-физические свойства почвы. Так же повышается ее биологическую активность и обеспечивает создание наилучших условий питания сельскохозяйственных культур. [14, 21]

Удобрения, применяемые в севооборотах, стимулируя развитие важнейших групп микроорганизмов и усиливая биохимические процессы, протекающие с участием почвенных ферментов, в конечном итоге, оказывают существенное влияние и на накопление в почве доступных растениям форм элементов питания.

Плодородие почвы неразрывно связано с постоянно протекающими в ней микробиологическими процессами, которые обуславливают ее биологическую активность.

Активность почвенной микрофлоры существенно зависит от применения минеральных удобрений. Они не только улучшают питание растений, но и изменяют условия существования микроорганизмов, также нуждающихся в минеральных элементах. При благоприятных условиях численность микроорганизмов и их активность после удобрений почвы значительно возрастают. [26, 27, 40,41]

Обобщая приведенные данные, можно отметить: применение органических, минеральных удобрений на выщелоченных черноземах положительно влияет на агрофизические, агрохимические свойства и биологическую активность почвы, обеспечивая положительный баланс гумуса и минеральных элементов питания растений, является важным приемом поддержания плодородия. [13,23]

Одним из важнейших факторов в создании плодородия почвы является распад клетчатки, которая является главным источником энергии для всей почвы, основной исходной формой в цикле превращения углерода. Энергия распада клетчатки в почве зависит от обеспеченности целлюлозных микроорганизмов минеральным азотом. Энергия распада клетчатки в почве характеризует не только энергию деятельности целлюлозных микроорганизмов, но и отражает ход мобилизационных процессов в почве, в частности, накопление подвижных форм азота, что позволяет судить о суммарном проявлении деятельности почвенной микрофлоры. [10, 25]

Хорошим показателем общей биологической активности микроорганизмов непосредственно в почве является деятельность целлюлозоразрушающих микроорганизмов, определяемая по степени распада и убыли сухой массы льняной ткани, выдержанной в ней определенный период времени. [2]

Таким образом, формирование и функционирование почвенной микрофлоры определяет комплекс агротехнических, агрохимических и биологических факторов. Из них существенное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов оказывают макро- и микроудобрения. Улучшая условия питания растений, они в то же время стимулируют активность микрофлоры, увеличивая ее общий объем в почве, вызывая смену доминантных видов.