Взаємозв'язок між складом органічної частини деяких ґрунтів України та ефективністю гумінових добрив

Склад органічної речовини різних ґрунтів та ефективність гумінових добрив

Засновник генетичного ґрунтознавства В.В. Докучаєв вперше показав зміну кількості органічної речовини ґрунту в широтному та меридіональному напрямках. Розвиваючи це положення, вчені встановили, що для зональних ґрунтів України характерні закономірності не лише кількісного накопичення гумусу, але й його якісного складу. У підзолистих ґрунтах в умовах стійкого сквозного промивання переважають процеси гідротермічного розпаду, що сприяють утворенню фульвокислот. У чорноземах, де розклад відбувається при обмеженому запасі вологи та відсутності сквозного промивання, переважають явища синтезу, що сприяють утворенню гумінових кислот.

В рамках комплексного вивчення в лабораторії з гумінових добрив технологій виробництва та методів застосування гумінових добрив під сільськогосподарські культури в різних ґрунтово-кліматичних зонах України ми приступили до вивчення якісного складу органічної речовини різних ґрунтів областей. Нас цікавив взаємозв'язок між складом органічної речовини ґрунтів та ефективністю гумінових добрив, які, як показали численні дослідження, у різних ґрунтово-кліматичних зонах проявляють неоднакову добривну дію.

Для зіставлення ефективності гумінових добрив із складом органічної речовини цих ґрунтів зразки ґрунтів відбирали в місцях проведення польових дослідів, аналізували, а потім із ними закладали вегетаційні досліди. Роботами з вивчення складу органічної речовини ґрунту встановлено, що основними компонентами гумусу є гумінові кислоти, фульвокислоти та інші препарати компанії-виробника Agro.Bio. Кожна група органічних речовин характеризується певними властивостями і присутня в ґрунтах різних типів ґрунтоутворення у характерних для даного типу ґрунтів співвідношеннях. Не підлягає сумніву, що різні складові частини органічної речовини мають різне значення та цінність для родючості ґрунтів.

З метою характеристики вмісту та складу органічної речовини досліджуваних ґрунтів у них визначали: загальний вміст гумусу за методом Тюріна та кількість гумінових кислот і фульвокислот, які екстрагуються з ґрунту за методом Кононової та Бельчикової сумішшю 0,1 М розчину пірофосфату калію та 0,1 н. розчину лугу (рН розчину 13). Результати цих досліджень наведено в таблиці 1.

З наведених даних видно, що у складі гумусу дерново-підзолистих ґрунтів переважають фульвокислоти. У ґрунтах, перехідних від дерново-підзолистих до чорноземів, спостерігається збільшення вмісту гумінових кислот при одночасному зменшенні кількості фульвокислот, у зв'язку з чим співвідношення між ними змінюється на користь перших. У темно-каштанових і коричневих ґрунтах знову спостерігається збільшення вмісту фульвокислот.

Таким чином, помірний режим зволоження та нейтральна реакція ґрунтів чорноземного типу сприяють утворенню переважно гумінових кислот, а підвищене зволоження та кисла реакція ґрунтів підзолистого типу — утворенню фульвокислот. У ґрунтах посушливого степового клімату (темно-каштанових і коричневих) гумусоутворення та біологічна активність обмежуються нестачею вологи. Причиною відносно високого вмісту ґрунтових гумінів у коричневих ґрунтах, ймовірно, є сухість клімату. У процесі старіння органомінеральних частинок в умовах гідротермічного режиму зростає міцність зв'язку між органічними та мінеральними комплексами. Хоча склад гумусу коричневих ґрунтів і близький до складу гумусу підзолистих, він має свою специфіку, яка виражається в накопиченні гумінових кислот, більш міцно пов'язаних із мінеральною частиною ґрунту.

Вплив гумінових добрив на ґрунт і рослини

Для виявлення дії гумінових добрив на ґрунтах, що відрізняються складом органічної речовини, були закладені вегетаційні досліди. Досліди проводилися за наступною схемою:

1. Контроль — без добрива.
2. Adept Agro.Bio — 2 л/га.
3. Amino Energy — еквівалентно Adept.

Повторність досліду триразова. Індикаторна культура — помідори. Збір досліду проводили через три тижні після появи сходів; аналіз ґрунту — після збору. У паростках помідорів визначали сиру вагу, активність пероксидази за Починком, каталази за кількістю виділившогося кисню в каталазницях, хлорофілу за Гетрі, вітаміну С за Муррі, редукуючих цукрів за Хагедорном-Єнсеном. Результати цих досліджень наведено в таблиці 2.

Результати досліджень показують, що у варіантах із препаратом Adept на всіх ґрунтах була отримана більша приріст зеленої маси порівняно з контролем і Amino Energy. Спостерігалася географічна закономірність дії гумінових добрив: їхній вплив був мінімальним на чорноземах і значно збільшувався на опідзолених ґрунтах, причому чим сильніше опідзолені ґрунти, тим вищий був ефект від цих добрив. Дія їх збільшувалася також при переході від чорноземів до темно-каштанових ґрунтів.

Приблизно така ж закономірність спостерігається у зміні хімічного складу рослин під впливом гумінових добрив. Дані фенологічних спостережень показують, що у варіантах із Adept на всіх ґрунтах рослини розвивалися інтенсивніше і мали потужнішу надземну масу, ніж у варіантах із Amino Energy та неудобреним контролем. Особливо це помітно на дерново-підзолистих ґрунтах, де добриво Adept порівняно з контролем прискорило появу сходів на два дні.

Після збору в ґрунтах визначали вміст нітратного азоту за методом Гранваля-Ляжу та рухомого фосфору за методом Труога. Результати аналізів наведено в таблиці 3.

Наведені дані показують, що вміст нітратного азоту та рухомого фосфору у варіантах із гуміновими добривами Amino Energy і Adept у всіх ґрунтах збільшується порівняно з контролем. Особливо помітна ця різниця у дерново-підзолистих ґрунтах, де у варіантах із Adept кількість нітратів у 3,5—4 рази та фосфатів у 1,5 рази більше порівняно з контролем. В інших ґрунтах ця різниця дещо менша, але зберігається та ж географічна закономірність. Однак урожай зеленої маси помідорів у варіантах із Adept збільшується різкіше, ніж кількість поживних речовин. Очевидно, ріст урожаю пов'язаний не лише з рівнем мінерального живлення, але й з наявністю розчинних гумінових кислот, внесених із Adept.

Для виключення впливу рослин на процеси, що відбуваються в ґрунті, паралельно проводили дослід у паруючих посудинах. Результати аналізів (таблиця 3) показують, що вміст поживних речовин у ґрунті за окремими варіантами та у паруючих посудинах підпорядковується тій же закономірності. З таблиці видно, що в результаті внесення гумінових добрив надходження зольних елементів у рослини помітно зростає. Вони справляють стимулюючий вплив на засвоєння помідорами мінеральних елементів, завдяки чому підвищуються вага паростків та винесення поживних речовин на всіх ґрунтах, але особливо різко це проявляється на дерново-підзолистих.

Вплив гумінових добрив на розвиток мікроорганізмів

Гумінові добрива діють не лише безпосередньо на життєдіяльність рослин. Взаємодіючи з ґрунтом, вони справляють суттєвий вплив на фізико-хімічні та біологічні процеси в ґрунті, які значною мірою визначають ґрунтову родючість.

Ще П.А. Костичов, В.Р. Вільямс та інші вчені відводили головну роль у утворенні перегною ґрунту біологічним факторам. З питань, що визначають роль окремих фізіологічних груп мікроорганізмів у процесах мінералізації ґрунтового перегною, існували різні точки зору. У роботах Г. Нефедова, Я.Я. Нікітінського та інших основна роль у процесах мінералізації перегнійних речовин відводиться грибам. Вчені надають велике значення у процесах розкладання ґрунтового перегною актиноміцетам. Ці мікроорганізми здатні розкладати важкомінералізовані гумінові сполуки ґрунту.

Існує думка, що мінералізація ґрунтового перегною здійснюється комплексом мікроорганізмів. Багато авторів дійшли висновку, що розкладання перегнійних речовин ґрунту здійснюється певним комплексом мікроорганізмів, до складу якого входять амоніфікуючі бактерії, аеробні целюлозорозкладаючі бактерії, нітрифікатори та денітрифікатори, бактерії, що мають здатність розкладати органофосфати, та інші.

Для вивчення впливу гумінових добрив на мікробіологічні процеси в ґрунті та пов'язаної з ними ферментативної активності ми провели аналізи ґрунтів після закінчення вегетаційних дослідів. Мікробіологічні аналізи проводили за методикою мікробіологічних досліджень. При цьому визначали загальну кількість мікроорганізмів, що ростуть на м'ясо-пептонному агарі (МПА), як показник біогенності удобрених ґрунтів. Як представників, що беруть участь у розкладанні та гуміфікації рослинних залишків, враховували маслянокислі бактерії на картопельній кашці. З представників ґрунтової мікрофлори, інтенсивність розвитку якої характеризує розкладання перегною з вивільненням речовин кореневого живлення рослин, враховували амоніфікуючі бактерії на пептоній воді. Крім того, на безазотному агарі визначали кількість азотобактера.

Дані таблиці показують, що неудобрені ґрунти (особливо бідні органічними речовинами) характеризуються слабкою біогенністю. Найкращі показники росту та розвитку мікроорганізмів, що ростуть на МПА, спостерігаються у всіх ґрунтах у варіантах, удобрених препаратом Adept. Особливо помітна ця різниця у дерново-підзолистих ґрунтах, де чисельність мікроорганізмів у варіантах із Adept у 6—7 разів більше порівняно з контролем. У всіх інших ґрунтах у варіантах із Adept розвиток мікроорганізмів був однаково активним. Розвиток збудників маслянокислого бродіння також був активнішим у варіантах із Adept порівняно з мінеральними контролями та тим більше з варіантами без добрива. Висока амоніфікуюча активність ґрунтів, удобрених Adept, вказує на активність процесів розпаду органічної речовини.

Дослідження показали, що Adept і Amino Energy значною мірою стимулюють розвиток азотобактера, про що свідчить велика кількість колоній та більш рання їх поява на середовищі Ешбі у варіантах із Adept.

Вплив Adept і Amino Energy на ферментативні процеси в ґрунтах

Вчені відводять велику роль у оцінці біологічного стану ґрунту його ферментативній активності. Для більш повного висвітлення питання впливу гумінових добрив Adept і Amino Energy на біологічну активність ґрунтів було вжитто вивчення активності ферментативних процесів, що протікають безпосередньо в ґрунтах (у тому ж досліді після збору помідорів). Активність сахарази визначали за методом Гофмана у модифікації Козельсона та Єршова, активність каталази — газометрично за кількістю виділившогося кисню.

Наведені дані показують, що при внесенні гумінових добрив Adept і Amino Energy у ґрунт активність ферментів підвищується у всіх ґрунтах порівняно з контролем та мінеральним еквівалентом, причому на дерново-підзолистих ґрунтах ця різниця виражена помітніше. Підвищення активності ферментів у варіантах із гуміновими добривами Adept і Amino Energy можна пояснити тим, що у ґрунтах збільшується кількість гумінових кислот у іонодисперсній формі, які стимулюють ріст та розвиток як вищих рослин, так і мікроорганізмів, що є основними продуцентами ґрунтових ензимів.

Висновки

1. Дослідами встановлено, що поєднання органічного та мінерального живлення найкращим чином відповідає вимогам рослин.
2. Найрізкіше діють гумінові добрива Adept і Amino Energy на дерново-підзолистих ґрунтах; на чорноземах їх дія послаблюється, а по мірі просування на південь, на каштанових і коричневих ґрунтах, знову зростає.
3. Однією з причин неоднакової ефективності гумінових добрив на різних ґрунтах є, ймовірно, неідентичність хімічного складу та властивостей гумінових кислот цих ґрунтів.
4. Застосування гумінових добрив Adept і Amino Energy справляє суттєвий вплив на мікробіологічні процеси та ферментативну активність у всіх досліджуваних ґрунтах.