WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Экологические аспекты применения биоудобрений на черноземе обыкновенном под многолетними травами в условиях нижнего дона

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ВЕзденеева Лидия сергеевна

экологические аспекты применения биоудобрений НА ЧЕРНОЗЕМЕ ОБЫКНОВЕННОМ

ПОД МНОГОЛЕТНИМИ ТРАВАМИ

В УСЛОВИЯХ НИЖНЕГО ДОНА

03.00.27 – почвоведение

03.00.16 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону

2007

Работа выполнена на кафедре зоологии Южного Федерального университета

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Казадаев Анатолий Анисимович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Вальков Владимир Федорович

доктор сельскохозяйственных наук

Артохин Константин Сергеевич

Ведущая организация: Южный научный центр РАН,

г. Ростов-на-Дону

Защита состоится 14 ноября 2007 г. в 1430 на заседании диссертационного совета Д 212.208.16 по биологическим наукам при Южном Федеральном университете по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 105, ЮФУ, зал заседаний (kravcova_n@mail.ru, факс: (863)263-87-23).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного Федерального университета по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан «___» октября 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат биологических наук, доцент Кравцова Н.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В настоящее время одной из наиболее значимых проблем является снижение плодородия почв агроценозов. Среди комплекса причин этого явления ведущая роль принадлежит дегумификации, являющейся прямым следствием замены природных экосистем агроценозами, для которых характерно снижение биологической активности почвы. Это связано с частой механической обработкой почвы, сменой растительного покрова, динамикой поступления в почву органических остатков, что вызывает изменение температурного, водного, воздушного и окислительно-восстановительного режимов почвы, а также ускоряет процессы минерализации и является причиной возникновения в почвах дефицита свежего органического вещества по сравнению с почвами естественных экосистем. Одновременно наблюдается сокращение численности и видового разнообразия почвообитающих животных.

Известно, что урожайность сельскохозяйственных культур и биологическая активность почвы находятся в прямой зависимости, потому в целях развития аграрного сектора актуальность приобретает разработка способов активизации биологических процессов в ней (Казадаев и др., 1997; Симонович и др., 2002; 2003). В связи с этим перспективным представляется применение экологически безопасных препаратов микробного синтеза, способных активизировать почвенную биоту.

Цель исследований - комплексная оценка эффективности биоудобрений «Весна» и «Белогор» в поддержании и повышении биологической активности чернозема обыкновенного агроценоза многолетних трав.

Задачи исследований:

  • дать энтомологическую характеристику чернозема обыкновенного агроценоза многолетних трав;
  • изучить распределение микроартропод по генетическим горизонтам чернозема обыкновенного;
  • выявить влияние биоудобрений «Весна» и «Белогор» на различные показатели биологической активности чернозема обыкновенного агроценоза многолетних трав (почвенных членистоногих (герпетобионтов, микроартропод), микрофлору, содержание гумуса и NPK, ферментативную активность);
  • определить эффективность действия биоудобрений «Весна» и «Белогор» на биометрические показатели растений и продуктивность агроценоза многолетних трав.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Гидротермические условия, а также видовой состав многолетних трав агроценоза (бобово-злаковые культуры) оказывают влияние на формирование комплекса мезо- и микрофауны в слое 0-20 см чернозема обыкновенного.
  2. Максимальная численность (>80%) и видовое разнообразие микроартропод наблюдаются в горизонтах АД и А. Вниз по профилю численность и видовое разнообразие микроартропод снижается. Длительное существование агроценоза многолетних трав (19 лет) на черноземе обыкновенном приближает показатели численности и видового состава микроартропод к характеристикам целинного участка.
  3. Применение биоудобрений «Весна» и «Белогор» на агроценозе многолетних трав оказывает комплексное, в целом стимулирующее действие на основные составляющие биологической активности чернозема обыкновенного (микро- и мезофауна, микробоценоз, ферментативная активность), и, как следствие - на рост, развитие растений и продуктивность агроценоза.

Научная новизна исследований. Впервые представлено распределение видового состава и количества особей мелких членистоногих по генетическим горизонтам чернозема обыкновенного.

Впервые представлен видовой состав гамазовых клещей чернозема обыкновенного агроценоза многолетних трав.

Изучен состав и численность мезофауны и микроартропод в течение вегетационного периода на агроценозе при многолетнем (19 лет) произрастании бобово-злаковых культур. Выявлены сезонные изменения структуры группировок клещей и ногохвосток.



Обоснована эффективность применения биоудобрений «Весна» и «Белогор» на черноземе обыкновенном агроценоза многолетних трав.

Практическая значимость исследований. Результаты исследований по применению биоудобрений «Весна» и «Белогор» могут быть использованы при возделывании различных сельскохозяйственных культур на черноземе обыкновенном для повышения урожайности и поддержания плодородия почвы. Полученные данные необходимы при мониторинге, биодиагностике и биоиндикации черноземов разного сельскохозяйственного использования.

Материалы диссертации могут использоваться в учебном процессе в ВУЗах биологического и сельскохозяйственного профилей при чтении общих и специальных курсов («Биология почв», «Местная фауна», «Биомониторинг и биоиндикация», «Зоология беспозвоночных»).

Апробация результатов исследований. Материалы диссертации были представлены на научно-практической конференции «Неделя науки» (2006 г.), на Международной научной конференции «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2006, 2007), на Научно-практической конференции «Экологические проблемы. Взгляд в будущее» (Ростов-на-Дону - Абрау-Дюрсо, 2006, 2007), на Международной научной конференции «Проблемы устойчивого функционирования водных и наземных экосистем» (Ростов-на-Дону, 2006), на Международной научной конференции «Естественные и инвазийные процессы формирования биоразнообразия водных и наземных экосистем» (Ростов-на-Дону, 2007), на Межрегиональной научно-практической конференции «Региональные аспекты социально-экономических и экологических преобразований на Северном Кавказе» (Майкоп, 2007), на Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007), на XIII Съезде Русского Энтомологического общества (Краснодар, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе монография и статьи, опубликованные в изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией. Общий объем публикаций – 1,82 п.л. Личный вклад автора в публикации – 75%.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 201 страницах; состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, 30 приложений; содержит 36 таблиц, 6 рисунков. Список литературы включает 343 литературных источника, в том числе 35 - на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Обзор литературы

Приведен анализ литературных данных по следующим вопросам:

  • История развития научных представлений о почвенной фауне и ее роли в формировании плодородия почв;
  • Почвенная мезофауна и микрофауна агроценозов чернозема обыкновенного: экологические особенности, основные принципы формирования и возможные причины вариабельности ее численности и видового состава; ее роль в почвообразовательных процессах.
  • Влияние агротехнических и агрохимических мероприятий, а также средств защиты растений и органо-минеральных удобрений на комплекс микроартропод пахотных почв.

2. Почвенно-климатические условия района и методы исследований

2.1. Агроклиматическая характеристика. Приведена характеристика климата за годы исследований (2004-2006 гг.).

2.2. Почвенный покров. Черноземная зона занимает 70% территории Ростовской области. Почва агроценоза многолетних трав – чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный слабогумусированный тяжелосуглинистый на желто-бурых и палево-бурых лессовидных суглинках (Вальков и др., 1995; 2002).

Для чернозема обыкновенного Ботанического сада ЮФУ характерна значительная мощность гумусовых горизонтов (70-80 см), зернисто-комковатая структура, тяжелосуглинистый гранулометрический состав, высокий уровень содержания карбонатов (около 1%), содержание гумуса в верхнем горизонте в среднем 3,5 %, рН 7,5.

2.3 Значение биологического фактора в формировании гумуса. Интегральным критерием оценки почвенного плодородия является содержание и качественный состав гумуса, который является устойчивым продуктом преобразований в почве органических остатков. В разделе показана взаимосвязь и роль отдельных групп почвенной биоты в переработке поступающих в почву растительных остатков, а также причины, определяющие скорость и специфику протекающих процессов гумификации.

2.4. Характеристика агроценоза многолетних трав и биоудобрений. Исследования проводились на агроценозе многолетних трав Ботанического сада ЮФУ, который был создан в 1987 году отделом биогеоценологии Ботанического сада РГУ (ныне - ЮФУ). При создании агроценоза использовался мозаичный способ посева с образованием чередующихся квадратных элементов мозаики – парцелл 2x2 м2, - в состав которых входили: люцерна синегибридная (Medicago sativa), лядвенец рогатый (Lotus corniculatus), клевер луговой (Trifolium pratensis), овсяница луговая (Festuca pratensis), кострец безостый (Bromopsis inermis), ежа сборная (Daсtylis glomerata). В парцеллы включались виды растений, аллелопатически совместимые друг с другом, что было установлено ранее (Номоконов, Сидоренко, 1976; 1980).

Одним из основных препаратов, применяемых в наших опытах в качестве активизатора почвенного плодородия, являлось биоудобрение «Весна». В основу этого биоудобрения положен биопрепарат микробного синтеза (концентрат лизина), который представляет собой сухой остаток культуральной жидкости, полученной при выращивании глубинным методом продуцента Brevibacterium sp. 22. В состав сухого вещества концентрата лизина входят аминокислоты, витамины группы В, микроэлементы, минеральные и органические вещества. Технология приготовления биоудобрения «Весна» была разработана А.В. Пономаренко и А.А. Казадаевым (1997) и предложена Шебекинскому биохимзаводу (ТУ 9291-007-00479379-2001). В раствор концентрата лизина, содержащего 8-10% аминокислоты L-лизина, было добавлено сложное минеральное удобрение - нитроаммофоска (азофоска), в состав которого входят: азот – 16 %, фосфор – 16 %, калий - 16 % из расчета 100 кг на 1000 литров жидкого концентрата лизина.





Вторым препаратом являлось биоудобрение «Белогор» серии КМ-101Т, которое является комплексным органическим удобрением на основе биокомпоста, обогащенным полезными почвенными бактериями, и содержит природные гуматы, макро- и микроэлементы. Выпускается предприятием ООО «НТЦ БИО» (Научно-технический центр биологических технологий в сельском хозяйстве). В биокомпосте содержатся штаммы бактерий Lactobacillus plantarum шт. 34В-2118; Lactobacillus fermentum 27 В-2431; Lactococcus lactis шт. AMG В-3123; Saccharomyces cerevisae Y-1173; Azotobacter chroococcum А-41В-4057; Bacillus megaterium Ф-3В-204, непатогенные для теплокровных животных, удовлетворяя требованиям, предъявляемым к промышленным микроорганизмам (Заключение ФГУН НИЦ ТБП ФМБА России).

Изучение эффективности биоудобрения «Весна» на агроценозе многолетних трав проводилось в течение 3-х лет (2004-2006 гг.), а биоудобрения «Белогор» - в течение 2-х лет (2005-2006 гг.). Для этого на агроценозе многолетних трав были выделены участки площадью по 100 м2. На опытных участках проводилось внесение биоудобрений дважды в год в 2004г. (4 и 18 мая), в 2005 г. (6 и 20 мая), в 2006 г. (11 и 26 мая) с интервалом в две недели. Обработка раствором биоудобрения «Весна» осуществлялась по вегетативной массе (100 мл препарата на 10 л воды) из расчета 400 л/га. Препарат «Белогор» вносили вразброс из расчета 1 кг на 100 м2, после чего производили полив водой из расчета 400 л/га. Контрольный участок поливали таким же количеством воды.

Через месяц после двукратного внесения биоудобрений (июнь) в течение 2-х лет (2004-2005 гг.) были отобраны образцы почвы на каждом варианте на глубину 0–20 см в 10-кратной повторности металлической рамкой объемом 125 см3 на каждом варианте для учета численности микроартропод, а в 2006 г. отбор почвенных проб проводили трижды: до внесения (май), и после внесения (июнь, август). Экстракцию микроартропод осуществляли на эклекторах при естественном освещении без электрического обогрева в течение 7 дней до полного высыхания с последующим хранением в 70%-ом спирте с добавлением глицерина. При ручной разборке проб под бинокуляром МБС-10 выявлялся состав микроартропод: панцирных клещей, относящихся к подотряду Sarcoptiformes, гамазовых клещей, относящихся к подотряду Mesostigmata. Клещей, относящихся к подотряду Trombidiformes (тарсонемоидных, эндеостигматических, простигматических), а также акароидных клещей подотряда Sarcoptiformes, объединили в акароидно-тромбидиформный комплекс клещей. Остальных животных вследствие их мелких размеров относили к прочим беспозвоночным. Для определения видового состава панцирных, гамазовых клещей и ногохвосток были смонтированы постоянные препараты с использованием жидкости Фора-Берлезе.

В 2006 году изучено распределение почвенных микроартропод по генетическим горизонтам чернозема обыкновенного. Для этого были заложены почвенные разрезы на глубину до 130 см на агроценозе многолетних трав (Ботанический сад ЮФУ) и на целинном участке ООПТ «Персиановская степь». С каждого генетического горизонта было отобрано по 15 почвенных образцов для учета численности микроартропод. Одновременно определяли содержание гумуса, влажность, плотность почвы и температуру. Для определения фаунистического сходства панцирных, гамазовых клещей и ногохвосток с опытных вариантов использовали коэффициент общности Жаккара (Чернов, 1975; Казеев, 2003)

За период исследований было отобрано и разобрано 960 почвенных образцов для изучения мелких членистоногих; изготовлено 240 постоянных препаратов панцирных клещей, 160 – гамазовых, 140 – ногохвосток. Сравнительный анализ численности разных групп почвенных микроартропод и биометрических показателей растений проводили методом оценки существенной разности выборных средних по t-критерию (Доспехов, 1985).

3. Энтомологическая характеристика агроценоза многолетних трав

3.1. Мезофауна агроценоза многолетних трав. В результате проведенных исследований на агроценозе многолетних трав в течение вегетационного периода 2006 г. всего было зарегистрировано 40 видов насекомых (Insecta), принадлежащих к 3 отрядам, - прямокрылые (Ortopthera), жуки (Coleoptera) и чешуекрылые (Lepidoptera), - и 15 семействам.

Кроме насекомых встречались дождевые черви (Lumbricidae), пауки (Arachnida), двупарноногие (Diplopoda), губоногие (Chilopoda). В ходе почвенных раскопок отмечены личинки чернотелок (Cylindronotus brevicollis Kust., Opatrum sabulosum L.), щелкунов (Melanotus fusciceps Gill.), усачей (Dorcadion holocericeum Kryn.), пластинчатоусых (корнегрызы Rhizotrogus aestivus Oll., Amphimallon solstitialis L., а также личинки сапрофага Aphodius eraticus L.).



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.