تأثير الأسمدة الكربونية الدبالية على ديناميكية النباتات الدقيقة في التربة تحت محصول القمح

تطور البكتيريا الدقيقة في التربة

تشير ملاحظات ديناميكيات تطور النباتات الدقيقة في حقول التربة الغابوية ذات اللون الرمادي الفاتح التي تشغلها محاصيل القمح إلى أنه تحت تأثير الأسمدة الكربونية الدبالية، يزداد العدد الإجمالي للكائنات الحية الدقيقة في الآفاق الصالحة للزراعة في المناطق المخصبة بشكل كبير (الجدول 1).

تطور البكتيريا الدقيقة في التربة المخصبة بشكل مختلف والتي يزرع فيها القمح

تتميز التربة غير المخصبة بانخفاض قدرتها الحيوية. تم ملاحظة أفضل معدلات نمو وتطور للكائنات الحية الدقيقة التي تنمو على وسط غذائي في المناطق المخصبة بماء الأمونيا. كان العدد الإجمالي للكائنات الحية الدقيقة في خلفية جرعات مختلفة من الأسمدة الكربونية الدبالية متماثلًا عمليًا، ولكنه مرتفع جدًا مقارنة بالمجموعة الضابطة.

وفي وقت لاحق، ينخفض ​​العدد الإجمالي للكائنات الحية الدقيقة في تربة الغابة الرمادية إلى حد ما؛ ومع ذلك، فإن الاعتماد المتزايد لأعدادهم على نوع وجرعة الأسمدة المدروسة يستمر حتى نهاية موسم النمو.

التأثير على مجموعات مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة

تحدث الزيادة في العدد الإجمالي لميكروفلورا التربة خلال الفترة الأولية لتفاعل ماء الأمونيا مع التربة بسبب البكتيريا الحاملة للأمونيا، والتي تعد الأكثر مقاومة للتأثير المطهر للأمونيا. تطورت الكائنات الحية الدقيقة التي تنمو في MPA بشكل جيد في التربة المخصبة بماء الأمونيا، مما أدى بعد ذلك إلى التعدين النشط للمادة العضوية في التربة وكتلة الميكروبات التي قتلها الأمونيا.

الأسمدة الكربونية الدبالية، على الرغم من حقيقة أن الفحم عولج بالأمونيا حتى أصبح مشبعًا تمامًا، إلا أنها لا تمتلك مثل هذا التأثير المطهر على البكتيريا في التربة. لذلك، على خلفية الأسمدة الكربونية الدبالية، تطورت الفطريات والبكتيريا النترتية بشكل مكثف، وهي حساسة بشكل خاص للتأثير المطهر للأمونيا.

مع زيادة الجرعة من الأسمدة الكربونية الدبالية، تزداد الكمية الإجمالية للنباتات الفطرية ويتغير تنوع أنواعها إلى حد ما.

كان تطور مسببات الأمراض الناتجة عن تخمير حمض الزبد نشطًا بشكل متساوٍ في جميع أنواع الأسمدة المدروسة. وبالتالي، تحت تأثير الأسمدة المختبرة، تحدث تغييرات كبيرة في تطور الكائنات الحية الدقيقة، والتي لها أهمية كبيرة في تنفيذ عمليات تطوير بقايا النباتات وتشكيل المواد الدبالية.

ومن المقبول بشكل عام أن البكتيريا النترتية هي العامل المسبب الوحيد لعمليات تكوين النترات. لذلك، فإن الأخذ بعين الاعتبار تطور النترتيفات له أهمية كبيرة لتوصيف عمل الأسمدة المدروسة.

في ظل ظروف تجاربنا، يزداد عدد البكتيريا النترتية (على الأجار المغسول بملح الأمونيوم والمغنيسيوم أو حمض الفوسفوريك) على خلفية جرعة أعلى من الأسمدة الكربونية الدبالية.

وكان نموها على خلفية مياه الأمونيا، وخاصة في النصف الأول من موسم النمو، ضعيفا. ومع ذلك، بالمقارنة مع المؤشرات الموجودة في التربة غير المخصبة، فإن مياه الأمونيا تعمل إلى حد ما على تنشيط عمليات تعبئة النيتروجين في التربة.

يشير التطور الضعيف لعمليات النترتة في التربة غير المخصبة وتنشيطها بواسطة الأسمدة المدروسة إلى نقص المواد الطاقية اللازمة للنترتة في تربة الغابات الرمادية الفاتحة.

وارتفع محتوى النيتروجين المعدني في المناطق المخصبة بجرعة أعلى من الأسمدة الكربونية الدبالية إلى 4% بالنسبة إلى النيتروجين الكلي في الفترة الأولى من الدراسة وإلى 3.5% في الفترة الثانية، بينما في المناطق المخصبة بماء الأمونيا كان محتوى النيتروجين المعدني أقل قليلاً في البداية وأقل بنحو الضعف في نهاية الدراسة. وبالتالي فإن تأثير الأسمدة الكربونية الدبالية على عمليات تعبئة النيتروجين المتحرك في التربة أكثر فعالية من تأثير ماء الأمونيا (الجدول 2).

تعبئة النيتروجين في التربة

كان لاستخدام نوع جديد من الأسمدة العضوية تأثير معين على ديناميكيات نمو الفطريات الشعاعية المسجلة في وسط النشا والأمونيا. وهكذا، كان نمو مستعمراتهم على أطباق التحكم غير ملحوظ تقريبًا، بينما على خلفية مياه الأمونيا، وصلت مستعمراتهم إلى أحجام كبيرة وشهدت تنوعًا أكبر من الأنواع. وفي عينات التربة المخصبة بجرعات مختلفة من الأسمدة الكربونية الدبالية، لم تكن هناك اختلافات في شدة تطور الفطريات الشعاعية.

ومع ذلك، عند تحديد تأثير الأسمدة المدروسة على عدد الممثلين الفرديين للمجتمعين الرئيسيين من نباتات التربة، لم يتم العثور على اختلافات خاصة لأنواع الأسمدة التي تم اختبارها. إلا أن شدة عمليات الأمونيا باستخدام الأسمدة الكربونية الدبالية لا تصل إلى شدة هذه العمليات في التربة المخصبة بماء الأمونيا.

يشير ارتفاع نشاط الأمونيا في التربة المخصبة بماء الأمونيا إلى تنشيط عمليات تحلل المواد العضوية التي تحدث تحت تأثير الأمونيا. ويتم تأكيد هذا الاستنتاج من خلال النمو النشط المتزايد للفطريات الشعاعية وبكتيريا السليلوز في التربة التي تلقت ماء الأمونيا كسماد نحو نهاية موسم النمو. بالإضافة إلى ذلك، أثبتت دراسة ديناميكيات تحول المواد الدبالية حدوث زيادة كبيرة بحلول هذا الوقت في محتوى الدبال القابل للذوبان في الماء في التربة المخصبة بماء الأمونيا.

وبناءً على البيانات المستمدة من دراسة الارتباط الميكروبي الذي يدمر السليلوز، فمن الممكن الحكم على التأثير المحفز للأسمدة الكربونية الدبالية على نمو الكائنات الحية الدقيقة التي تشكل هذا الارتباط (الجدول 3).

وهكذا، في التربة غير المخصبة، شاركت الفطريات والبكتيريا في تدمير الألياف أثناء مرحلة تفرع القمح. وفي التربة المخصبة في هذا الوقت من الدراسة لم تظهر الفطريات على الإطلاق.

في النصف الثاني من موسم النمو، مع زيادة محتوى الأشكال الصعبة من المواد العضوية مثل المركبات الدبالية، تظهر الفطريات ويزداد عدد البكتيريا السليلوزية والفطريات الشعاعية. بحلول هذا الوقت، تخضع المركبات الدبالية التي تم إدخالها إلى التربة باستخدام الأسمدة الكربونية الدبالية لتغييرات كبيرة (الجدول 4).

في عينات التربة المخصبة بأسمدة الكربون الدبالية، يزداد محتوى الأحماض الدبالية الحرة وأجزاء أشكالها المتحركة. وفي الوقت نفسه، هناك زيادة في محتوى مركبات الدبال القابلة للذوبان في الماء، من معدل منخفض من الأسمدة إلى معدل أعلى، ويشير تراكمها إلى زيادة في عمليات تمعدن المادة العضوية في التربة نفسها.

إن التأثير المباشر للأمونيا على تركيب المركب العضوي المعدني للتربة عند استخدام ماء الأمونيا يزيد بشكل كبير من شدة تمعدن الدبال. يحدث تدمير المادة العضوية في التربة الملحوظ بسبب الكسور التي تمثلها المركبات المتحركة من الأحماض الدبالية.

على العكس من ذلك، عند استخدام الأسمدة الكربونية الدبالية، يتم ملاحظة تراكم الأحماض الدبالية (الجدول 5).

الكائنات الحية الدقيقة التي تدمر الألياف

ديناميكيات مركبات الدبال

وبذلك تصبح المادة العضوية للتربة المخصبة بماء الأمونيا أكثر وصولا إلى البكتيريا الموجودة في التربة وبالتالي يحدث تعدينها بشكل أسرع.

كما يتم توفير فكرة عن شدة واتجاه تحول مركبات الدبال من خلال البيانات التي تحدد حيوية التربة وكثافة سكانها المجهرية لكل وحدة من المادة العضوية والنيتروجين (الجدول 5).

العدد الإجمالي للكائنات الحية الدقيقة

وكما يتبين من الحسابات الواردة في الجدول رقم 5، فإن تغطية التربة بالحياة تصل إلى أعظم أبعادها في عينات التربة المخصبة بماء الأمونيا. وفيما يتعلق باختلاف نسب الأسمدة الكربونية الدبالية، لا توجد فروق معنوية في محتوى الكائنات الحية الدقيقة في 1 غرام من التربة الجافة. ومع ذلك، بالمقارنة مع التربة غير المخصبة، تعمل الأسمدة الكربونية الدبالية على تنشيط النشاط الميكروبيولوجي. يزداد العدد الإجمالي للكائنات الحية الدقيقة عشرات المرات عند استخدام الأسمدة الكربونية الدبالية.

يشير عدد الكائنات الحية الدقيقة لكل وحدة من المادة العضوية ولكل وحدة من النيتروجين في التربة المخصبة إلى كثافة عالية من العمليات الميكروبيولوجية ويحدد معدل إدراج الدبال والمركبات المحتوية على النيتروجين في الدورات البيولوجية الجديدة.

كما أن الاختلافات في كثافة الكائنات الحية الدقيقة لكل وحدة من الدبال والنيتروجين في التربة المخصبة بشكل مختلف تحدد أيضًا مددًا مختلفة لفترة النشاط البيولوجي المكثف. في التربة المخصبة بأسمدة الكربون الدبالية، تحدث العمليات الميكروبيولوجية بشكل أكثر توازناً طوال موسم النمو.

يتميز عمل ماء الأمونيا بمسار غير متساوٍ للعمليات الميكروبيولوجية الفردية، ويبدو أن هذا يرجع إلى حقيقة أن الأمونيا، خلال الفترة الأولية من التفاعل مع التربة، تعقمها جزئيًا وتغير حالة المادة العضوية، مما يتسبب في زيادة حركة الدبال وإعادة التجمع بين الكائنات الحية الدقيقة في التربة.

يوضح الجدول 6 البيانات التي تميز تأثير الأسمدة المدروسة على نشاط عمليات النترتة، والتي تم أخذها في الاعتبار في التربة المخصبة بشكل مختلف قبل التجربة (تربة التحكم في كل متغير تجريبي) وبعد حفظها في ظروف الرطوبة ودرجة الحرارة المثالية لمدة شهر (الجدول 6).

يتم إنشاء تراكم كبير من النترات عندما يتم حفظ التربة في ظروف مواتية لتطور النترتات في العينات المخصبة بمركبات الكربون الهيوماتية. يتم تحديد زيادة نشاط النترتة في تربة الغابات الرمادية، عند استخدام الأسمدة الكربونية الدبالية، من خلال عمل هومات الأمونيوم الموجودة في الأسمدة كمادة طاقة، مما يسبب زيادة متزامنة في النشاط الميكروبيولوجي العام.

في التربة المخصبة بماء الأمونيا، تم قمع عمليات النترتة في المراحل المبكرة من الدراسة من خلال التأثير المطهر للأمونيا. لذلك، في التربة التي تلقت الأمونيا كمادة طاقة للعملية وحافظت على الظروف المثالية لدرجة الحرارة والرطوبة، لم تتجاوز كمية النترات في المراحل المبكرة من نمو القمح كميتها في التربة الضابطة لهذا المتغير التجريبي.

وفي الوقت نفسه، أظهرت النباتات ذات الخلفية المائية الأمونية الاختلافات الأكثر تميزًا في اللون والقوة على وجه التحديد خلال هذه الفترة الزمنية. من الواضح أنه خلال هذه الفترة من تطور القمح، كان الشكل الرئيسي لتغذية النباتات بالنيتروجين هو شكل الأمونيا. وفي فترات لاحقة من الدراسة، لوحظ تأثير مياه الأمونيا على تراكم النترات، ولكن دون أي مزايا مقارنة بخيارات الأسمدة الكربونية الدبالية.

نشاط العمليات الميكروبيولوجية

إن زيادة طاقة قدرة التربة على النترجة عند استخدام الأسمدة الكربونية الدبالية في ظروف هطول الأمطار السنوي المنخفض والينابيع الجافة هي عامل يميز النوع الجديد من الأسمدة العضوية كسماد فعال للغاية.

النتائج الرئيسية

وقد أظهرت الأبحاث أن الأسمدة الكربونية الدبالية:

• يزيد العدد الإجمالي للكائنات الحية الدقيقة في التربة بمقدار 10-15 مرة مقارنة بالتربة غير المخصبة
• يعزز نمو البكتيريا النترتية، مما يزيد من محتوى NO3 _في التربة
• يزيد من محتوى الأحماض الهيوميكية في التربة بنسبة 30-50٪
• ضمان تدفق أكثر انتظامًا للعمليات الميكروبيولوجية خلال موسم النمو
• يزيد من توفر النيتروجين للنباتات، وخاصة في شكل نترات
• يحفز نمو الفطريات الشعاعية والبكتيريا التي تدمر السليلوز
• تأثير أقل عدوانية على النباتات الدقيقة في التربة مقارنة بمياه الأمونيا