ВЛИЯНИЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ NO-TILL
НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ РИЗОСФЕРЫ ПШЕНИЦЫ ОЗИМОЙ

Мельничук Татьяна Николаевна

д-р с.-х. наук, ст. науч. сотр., глав. науч. сотр. отдела сельскохозяйственной микробиологии Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»,

РФ, г. Симферополь

E-mail: melnichuk7@mail.ru

Алексеенко Надежда Владимировна

канд. с.-х. наук, зав. лабораторией молекулярной и клеточной биологии Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»,

РФ, г. Симферополь

E-mail: alekseenko27@mail.ru

Абдурашитов Сулейман Февзиевич

научный сотрудник лаборатории молекулярной и клеточной биологии

Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»,

РФ, г. Симферополь

E-mail: asuleyman83@rambler.ru

Якубовская Алла Ивановна

научный сотрудник лаборатории экологии и физиологии микроорганизмов

Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»,

РФ, г. Симферополь

E-mail: 

" target="_blank">

Томашова Ольга Леонидовна

канд. с.-х. наук, доц. кафедры земледелия и агрономической химии Академии биоресурсов и природопользования Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского,

РФ, г. Симферополь

E-mail: 

INFLUENCE OF NO-TILL FARMING SYSTEM ON BIOLOGICAL ACTIVITY
OF WINTER WHEAT RHIZOSPHERE

Tatyana Melnichuk

doc. of agricultural Science, senior researcher, chief researcher of Agricultural Microbiology department of Federal State budget Institution of Science “Scientific Research Institute of Agriculture of the Crimea”,

Russia, Simferopol

Nadezhda Alekseenko

candidate of agricultural Science, Head of Molecular and Cellular Biology laboratory of Federal State budget Institution of Science “Scientific Research Institute of Agriculture of the Crimea”,

Russia, Simferopol

Suleiman Abdurashytov

researcher of Molecular and Cellular Biology laboratory

of Federal State budget Institution of Science “Scientific Research Institute of Agriculture of the Crimea”,

Russia, Simferopol

 Alla Yakubovskaya

researcher of Ecology and Physiology of Microorganisms laboratory

of Federal State budget Institution of Science “Scientific Research Institute of Agriculture of the Crimea”,

Russia, Simferopol

Olga Tomashova

candidate of agricultural Science, assistant professor of assistant professor of Agriculture and agronomic Chemistry department of the Academy of Life and Environmental of V.I. Vernadsky Crimean Federal University,

Russia, Simferopol

АННОТАЦИЯ

Определено влияние традиционной системы земледелия и ресурсосберегающей No-till на биологическую активность ризосферы пшеницы озимой (Triticum aestivum (L.)) при ее выращивании в условиях Степи Крыма. Активность окислительно-восстановительных ферментов почвы ризосферы (полифенолоксидазы, пероксидазы) определяли методом титрования и фотоэлектроколориметрии. Установлено изменение биологической активности почвы ризосферы пшеницы озимой под воздействием традиционной системы земледелия и No-till, которое зависело от фазы развития растения.

ABSTRACT

Influence of conventional farming systems and resource-saving No-till practice on the biological activity of the rhizosphere of winter wheat (Triticum aestivum (L.)) during its cultivation in the Steppe Crimea has been determined. The activity of enzymes in the rhizosphere soil (polyphenol oxidase, peroxidase) has been determined by titration method and by using of photoelectrocolorimeter. The changes in the biological activity of the winter wheat rhizosphere under the influence of conventional farming systems and No-till have been defined, that depended on the phase of plant development.

Ключевые слова: система земледелия; No-till; активность ферментов; ризосфера; пшеница озимая.

Keywords: farming system; No-till; enzyme activity; rhizosphere; winter wheat.

Агротехнологии в условиях современного земледелия являются решающим фактором, определяющим активность и направленность биологических процессов, в том числе и в микробоценозе почвы [5, с. 53]. Сегодня во многих странах получила широкое распространение ресурсосберегающая система земледелия Nо-till, которая требует изучения в условиях южной Степи [1; 7].

Почвенные микроорганизмы создают большой и динамичный источник элементов питания во всех экосистемах, играют главную роль в разложении растительных остатков и круговороте питательных веществ, поддержании структуры почвы, биологической азотфиксации, уменьшении числа фитопатогенов и других изменениях свойств почв, влияющих на развитие растений.

Цель исследований состояла в определении влияния традиционной системы земледелия и ресурсосберегающей No-till на биологическую активность ризосферы пшеницы озимой при ее выращивании в условиях Степи Крыма.

Исследования проводили в условиях стационарного полевого опыта по изучению эффективности применения современной ресурсосберегающей системы земледелия No-till в сравнении с традиционной, который был заложен в 2013 году всеми полями севооборота. Технологией возделывания озимой пшеницы (Triticum aestivum (L.)) на черноземе южном Степи Крыма запланирован сорт Заграва Одесская.

Традиционная система земледелия включала следующие агротехнические мероприятия: обработку почвы на 10–12 см, посев сеялкой СН-16, ширина междурядья – 15 см. Срок сева 15–16 октября 2014 г. норма высева семян составила 5 млн.шт./га. Уход за посевами пшеницы озимой включал в себя весеннюю обработку в фазу кущения (11 апреля 2015 г.) баковой смесью гранат – 0,012 г/га + фенизан – 0,12 л/га.

При системе земледелия No-till посев осуществлялся сеялкой JOHN DEERE 1590, ширина междурядья – 19 см. Уход за посевами озимых культур включал осеннюю обработку глифосатом 29 сентября 2014 (за 2 недели до сева) препаратом ураган-форте 2 л/га (расход рабочей жидкости 100 л). Весенняя обработка гербицидами в фазу кущения (11 апреля 2015 г.) проведена также, как и при традиционной системе – баковой смесью препаратов гранат – 0,012 г/га + фенизан – 0,12 л/га.

Для анализа проводили отбор почвы ризосферы (прикорневой слой до 0,5 см) в следующие фазы развития растений: кущение, колошение, созревание. Определяли активность окислительно-восстановительных ферментов почвы ризосферы (полифенолоксидаз, пероксидаз), используя методы титрования и фотоэлектроколориметрии [3, с. 228; 229], а также содержание зеленых пигментов (сумма хлорофиллов a и b) в листьях в фазу кущения растений [3, с. 21].

Обработку полученных результатов проводили статистическими методами (дисперсионного и корреляционного анализа) [4] с использованием пакета анализа Excel.

Активность почвенных ферментов служит одним из показателей биологической активности и плодородия почв. Ферменты класса оксидоредуктаз катализируют окислительно-восстановительные реакции, лежащие в основе биологического окисления. Представители этого класса пероксидазы и полифенолоксидазы являются катализаторами реакций, связанных с превращениями компонентов гумуса в почве. В условиях 2015 года использование No-till способствовало увеличению активности полифенолоксидаз в фазы колошения и созревания пшеницы озимой в сравнении с традиционной системой земледелия, тогда как повышение активности пероксидаз отмечено в более ранний период развития растений – фазы кущения и колошения (табл. 1).

Таблица 1.

Влияние разных систем земледелия на ферментативную активность почвы ризосферы пшеницы озимой сорта Заграва Одесская по фазам развития растений

Соотношение показателей активности ферментов полифенолоксидаз и пероксидаз позволяет получить условный коэффициент гумусообразования [2, с. 536; 6, с. 35]. Применение системы земледелия No-till при выращивании пшеницы способствовало усилению процессов гумусообразования в фазу созревания (рис. 1).

Рисунок 1. Условный коэффициент гумусообразования (примечание: фазы развития растений: 1 – кущение, 2 – колошение, 3 – созревание)

Содержание зеленых пигментов (сумма хлорофиллов a и b) в растении зависит от условий минерального питания, особенно от содержания азота в почве. Нами установлено, что применение No-till способствовало увеличению суммы хлорофиллов a и b в листьях растений в фазу кущения пшеницы (рис. 2). Превышение показателей содержания хлорофиллов на озимой пшенице составило 10 %.

Рисунок 2. Содержание хлорофилла (a + b) в листьях растений в фазу кущения пшеницы озимой, мг/г сырого вещества

Таким образом, результаты исследований свидетельствуют об изменении биологической активности почвы ризосферы пшеницы озимой под воздействием традиционной системы земледелия и No-till, которое зависело от фазы развития растения.

Список литературы:

1. Адамень Ф.Ф., Паштецкий В.С., Сидоренко А.В. Агроэкологические особенности аграрного производства в Крыму. Клепинино. ИСХ Крыма, 2011. 104 с.
2. Анилова Л.В., Куранова В.В., Клименкова П.О. Гумусообразование и гумус черноземов ассиметричных склонов общего сырта // Вестник ОГУ. 2009. № 6 (100). С. 534–536.
3. Грицаенко З.М., Грицаенко А.О., Карпенко В.П. Методи біологічних та агрохімічних досліджень рослин та ґрунтів. – К.: Нічлава, 2003. 320 с.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат, 1985. 352 с.
5. Иутинская Г.А., Пономаренко С.П., Андреюк Е.И. и др. Биорегуляция микробно-растительных систем. – К.: Ничлава, 2010. 464 с.
6. Надежкин С.М. Изучение взаимосвязи органического вещества с продуктивностью культур и моделирование гумусного состояния почв лесостепи Среднего Поволжья // Методы исследования органического вещества почв. – М.: Россельхозакадемия, ГНУ ВНИПТИОУ, 2005. С. 29–43.
7. Томашова О.Л., Томашов С.В. Новая система земледелия в Крыму // Умное земледелие. 2014. № 1. С. 11–14.