Запасы и химический состав растительных остатков зернопаропропашного севооборота
 Скачать 40.86 Kb.
|
|
ЗАПАСЫ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА Слайд 1.ЗАПАСЫ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОГО СЕВООБОРОТА. Выполнила: О.А. Фишова, студентка 4 курса ИАЭТ Научный руководитель: к.б.н., доцент О.А. Власенко Слайд 2. Актуальность. Основным источником пополнения органического вещества агропочв являются растительные остатки полевых культур, которые попадают в почву в течение всей вегетации, а также после уборки урожая. В состав растительных остатков входят корневые, стеблевые, лиственные остатки, причем их количество и химический состав у разных сельскохозяйственных культур отличаются и связаны с их продуктивностью и генетическими особенностями. Отношение углерода к азоту (C/N) в растительном веществе очень важный показатель, который характеризует доступность растительных остатков для биоразложения, чем уже этот показатель, тем больше азота содержится в остатках и они более доступны для гетеротрофных микроорганизмов в качестве пищи. Слайд 3. Объекты исследования Исследования проводились в 2020-2021 годах на территории Красноярской лесостепи в УНПК «Борский» Красноярского ГАУ. Были выбраны звенья севооборота: соя – картофель – чистый пар – соя. Севооборот был заложен на комплексе агрочерноземов типичных глинисто-иллювиальных и агрочерноземов криогенно-мицелярных. Удобрения не вносились, все растительные остатки оставались на полях, измельчались (ботва картофеля) и заделывались в почву (остатки сои). Слайд 4. Методы исследований Запасы фитомассы и надземной мортмассы учитывали по 4 срокам в течение вегетации в 4-х кратной повторности одновременно во всех звеньях севооборота методом укосов, с помощью рамки 0,25 м2. Запасы подземной мортмассы и корней учитывали по 4 срокам в течение вегетации в 6 кратной повторности на глубину 0-20 и 20-40 см, использовался метод монолитов. Подземная мортмасса была разделена на корни, крупные (>0,5 мм) и мелкие (<0,5 мм) остатки. Определение углерода в растительных образцах проводили методом Анстета в модификации В.В. Пономаревой и Т.А Плотниковой. Содержание азота в растительном веществе – по Кьельдалю на анализаторе UDK-159 в центральной аналитической лаборатории Красноярского ГАУ. Статистическая обработка проводилась с помощью программы Microsoft Excel методами вариационной статистики и дисперсионного анализа. Слайд 5. Процессы прироста, отмирания и разложения растительного вещества формируют сложную структуру и динамику его компонентов (табл. 1). В составе надземного растительного вещества преобладала фитомасса культур. Средние запасы фитомассы составили 1,23 – 1,52 т/га у сои, 1,09 т/га у картофеля, и 1,01 т/га в чистых парах (за счет сорной растительности). Слайд 6. Формирование запасов фитомассы зависит от биологических особенностей культурных растений, а также от технологии их возделывания. Так, прирост запасов фитомассы сои продолжался до августа, и резко снизился после уборки. При возделывании картофеля максимальный запас фитомассы обнаружен в июле и составил 2,29 т/га, а затем была произведена десикация ботвы. В чистых парах максимальный запас фитомассы обнаружен в конце мая, что связано с приростом сорняков, затем, после культиваций фитомасса сорняков не формировалась. Минимальные запасы надземной мортмассы обнаружены в чистых парах и составили 0,25 т/га, максимальные – при возделывании сои, где предшественником тоже была соя (0,89 т/га). После десикации ботвы картофеля существенного прироста запасов надземной мортмассы не обнаружено, это связано с тем, что ботва измельчалась и заделывалась в почву при окучивании, где достаточно быстро разлагалась и переходила в состав гумусовых веществ или полностью минерализовалась. Слайд 7. Ранее установлено, что в структуре подземного растительного вещества во всех звеньях севооборота преобладала крупная мортмасса (табл. 2). В слое почвы 0-20 см сосредоточено от 4,61 до 1,58 т/га запасов крупной мортмассы, что составляет от 52 до 98 % общего запаса крупной мортмассы в слое 0-40 см. Слайд 8. В структуре подземного растительного вещества во всех звеньях севооборота преобладала крупная мортмасса, которая ежегодно пополняется пожнивными остатками культур (рис. 2). В верхнем 20-ти см слое сосредоточено от 4,61 до 1,58 т/га запасов крупной мортмассы, что составляет от 52 до 83 % общего запаса крупной мортмассы в слое почвы 0-40 см. Слайд 9. Запасы мелкой мортмассы имеют более сложные механизмы формирования, так как эта часть растительного вещества непосредственно подвергается разложению, частично гумифицируется и минерализуется (рис. 3). Средний запас мелкой мортмассы составлял в полях севооборота от 1,27 до 2,55 т/га в слое 0-20 см и от 0,53 до 2,15 т/га в слое 20-40 см. Слайд 10. Существенную роль в образовании подземной мортмассы и в процессах трансформации растительных остатков играют корни, поскольку за счет их отмирания образуется свежий корневой опад, который стимулирует деятельность микроорганизмов (рис. 4). Максимальные запасы корней в слое 0-20 см обнаружены при возделывании сои и в среднем составили 2,06 – 2,22 т/га. Средние запасы корней картофеля (клубни не учитывались) оказались 1,46 т/га. В чистых парах запас корней сорняков был 0,72 т/га. В слое 20-40 см запасы корней были существенно ниже, их доля здесь была от 1,9 до 16,9 %. Слайд 11. Отношение C/N в растительном веществе очень важный показатель (табл. 4), который характеризует доступность растительных остатков для биоразложения, чем уже этот показатель, тем больше азота содержится в остатках и они более доступны для гетеротрофных микроорганизмов в качестве пищи. отношение C/N в растительном веществе может колебаться в широких пределах от < 18 до > 60, наиболее доступными для разложения считаются остатки в которых отношение С/N составляет от < 18 до 27, остатки с отношением от 28 до 60 считаются медленно разлагающимися, более 60 – слабо разлагающимися. Как показывают результаты наших исследований по соотношению углерода и азота качество растительных остатков в севообороте можно охарактеризовать как высокое и среднее, а доступность для разложения быстрая и умеренная. Существенные различия в соотношении углерода и азота установлены между фракциями корней культур и прочей мортмассой (крупной и мелкой). В корнях отношение C/N оказалось существенно шире, чем в мортмассе, что вполне закономерно, так как содержание углерода в мортмассе значительно ниже, чем в корнях. Также отмечено повышение содержания углерода в корнях сои в конце вегетации, что связано с транслокацией углерода из надземных органов в подземные. У картофеля тонкие корни содержат больше азота, поэтому соотношение C/N здесь достаточно узкое. Слайд 13. В течение вегетации отношении C/N в корнях сои увеличивалось (рис. 5) от 5 до 36 это связано с тем, что происходит накопление углерода по мере роста культуры за счет транслокации из листьев. Среднее отношение углерода к азоту в корнях сои составило 21, что говорит об их высокой доступности для разложения. В корнях картофеля отношение в течение вегетации имело тенденцию к сужению, из-за снижения содержания углерода. В целом среднее соотношение углерода к азоту составило 25, что так же говорит о высокой доступности корней картофеля для разложения. Слайд 14. Наиболее широкое отношение к C/N в крупной мортмассе (рис. 6) было характерно для картофеля, и составило в среднем 26 – 27, с течением вегетации и по слоям достоверных различий нет. Крупная мортасса сои характеризуется наименьшим соотношением C/N около 16 – 18, следовательно, эти остатки очень хорошо разлагаются. Слайд 15. Мелкая мортмасса культур имеет самое узкое соотношение к C/N (рис. 7) обусловленная к потерями углерода при измельчении и разложении остатков. Доставерных отличий в полях севооборота не обнаружено. Слайд 16. Результаты двухфакторного дисперсионного анализа указывают на отсутствие различий по соотношению C/N в корнях сои и картофеля и по динамике C/N в течение вегетации (Р – значение > 0,05). Результаты двухфакторного дисперсионного анализа указывают на присутствие различий по соотношению C/N в крупной мортмассе (0-20) сои, чистого пара и картофеля и по динамике C/N в течение вегетации (Р – значение > 0,05). Результаты двухфакторного дисперсионного анализа указывают на присутствие различий по соотношению C/N в крупной мортмассе (20-40) сои, чистого пара и картофеля и по динамике C/N в течение вегетации (Р – значение > 0,05). Слайд 17. Результаты двухфакторного дисперсионного анализа указывают на отсутствие различий по соотношению C/N в мелкой мортмассе (0-20) сои, чистого пара и картофеля и по динамике C/N в течение вегетации (Р – значение > 0,05). Результаты двухфакторного дисперсионного анализа указывают на отсутствие различий по соотношению C/N в мелкой мортмассе (20-40) сои, чистого пара и картофеля и по динамике C/N в течение вегетации (Р – значение > 0,05). Слайд 18. Урожайность и уровень рентабельности зависят от применяемой системы защиты растений (табл 9). В данном случае в картофель не вносились средства защиты растений. Для сои в начале июня был внесен почвенный гербицид Зонтран в дозировке 0,6 л·га-1. В фазе второго тройчатого листа (вторая декада июня) был применен гербицид Парадокс в дозе 0,2 л·га-1. Современные химические средства защиты гарантируют высокий уровень защиты от вредных объектов (заболевания, сорняки). Применение только механических приемов борьбы с сорняками не гарантирует полной защиты растений, что соответственно влияет на урожайность и в конечном итоге на уровень рентабельности производства. Урожайность сои составила 12 ц с 1 га, а ее рентабельность – 240,9 %, что намного превышает стандарт. Это напрямую зависит от урожайности культуры и затрат на семена. На картофель же пришлась урожайность в 190 ц с 1 га, а рентабельность 142,2 %, что также соответствует стандарту. Слайд 19. Выводы. В надземной части агроэкосистем преобладали запасы фитомассы культур. В составе подземного растительного вещества преобладает крупная мортмасса, запасы мелкой мортмассы и корней существенно ниже. Основные запасы подземного растительного вещества в агрочерноземах сосредоточены в слое 0-20 см, где их доля составляет от 52 до 98%, по сравнению со слоем почвы 20-40 см. В конце вегетации общие запасы пожнивных остатков в слое агрочернозема 0-40 см при возделывании сои были 9,4-14,4 т/га, при возделывании картофеля - 4,8, в чистых парах – 4,1 т/га. Отношение С/N в корнях сои колебалось от 5 в начале вегетации до 40 в период уборки, в корнях картофеля (без учета клубней) это соотношение было в среднем около 25. В крупной мортмассе соотношение углерода и азота не имело существенных различий между культурами, постольку ежегодно происходит ротация культур в севообороте, и составило в среднем от 15 до 26. В мелкой мортмассе отношение С/N было самым узким и варьировало от 15 до 20, скорее всего это связано с процессами разложения и потерями углерода и азота. Ротация в севообороте – это период, в течение которого культуры и пар проходят через каждое поле в последовательности, установленной схемой севооборота Отношение С:N— отношение весового содержания органического углерода в. к общему содержанию в п. азота. 10:1, это означает, что в органическом веществе содержится приблизительно в 10 раз больше углерода, чем азота. Такие растительные остатки, как стебли кукурузы и солома зерновых культур, бедны азотом; в них отношение углерода к азоту равно 50 : 1 или выше. |