Відновлення біологічної активності і гумусного стану чорноземів типових і звичайних України
Файли
Дата
2016
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.03 – агроґрунтознавство і агрофізика. – Національний університет біоресурсів і природокористування України, Київ, 2016.
У дисертації на основі комплексних довготривалих мікробіологічних і молекулярно-біологічних досліджень цілинних та освоєних чорноземів доведено, що в агроценозах Лівобережного й Правобережного Лісостепу, Північного Степу України збереження мікробного біорізноманіття і оптимізація гумусного стану ґрунтів можлива лише за тривалого застосування ґрунтозахисних технологій із мінімізацією обробітку ґрунту, використання соломи, сидератів і мінеральних добрив. Вивчено мікробну трансформацію органічної речовини цілинних та освоєних (розораних) чорноземів, встановлено в них механізми втрат і відновлення гумусу. Молекулярно-біологічним методом оцінено різноманіття метагеному прокаріотів цілинних і розораних чорноземів ґрунтів природного заповідника «Михайлівська цілина». Доведено, що антропогенне навантаження на чорноземи збіднює їх різноманіття і на ріллі порівняно із цілиною кількість видів мікроорганізмів зменшується майже у 2 рази – із 145 до 86. Найбільш широка й складна будова філотипового різноманіття ґрунтових мікроорганізмів у шарі 0–20 см формується за різноглибинного безполицевого обробітку. Вона представлена 7 основними кластерами домінуючих генотипів, що відносяться до представників 98 видів, із яких 31 % є некультивованими.
Ґрунтозахисні технології сприяють збереженню запасів гумусу й забезпечують відтворення родючості чорнозему типового Лісостепу. Разом із кількісними відбулися і якісні зміни гумусу, що найбільше залежать від удобрення. В умовах короткоротаційної сівозміни за внесення на гектар сівозмінної площі соломи (1,2 т/га) з N12 і сидератами та N78P68K68 забезпечувалось підвищення вмісту гумусу у верхньому шарі на 0,26 % і зменшення частки негідролізованого залишку на 15 %. Загальна продуктивність сільськогосподарських культур на чорноземах типових на 16 рік використання різних технологій вирощування залежала найбільше від системи удобрення (до 58 % порівняно з неудобреним варіантом) і менше – від обробітку ґрунту.
Для оцінки впливу різних технологій вирощування сільсько-господарських культур на вміст і запаси гумусу запропоновано динамічну математичну модель гумусонакопичення в часі
Опис
The thesis for the degree of doctor in agricultural sciences, specialty 06.01.03 – agropedology and argophysics. – National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, 2016.
In the thesis, based on complex of long-term stationary microbiological and molecular-biological studies of virgin and arable chernozems, it is proved that agrocenoses of the Left-Bank and Right-Bank Forest-Steppe, Northern Steppe of Ukraine preservation of microbial biodiversity and humus stage of soil is possible under prolonged use of soil conservation technologies of minimizing tillage, use of straw, green manures and fertilizers. The microbial transformation of organic matter of virgin and arable chernozems is studied, the mechanisms of loss and recovery of humus in these soils are established.
By molecular-biological method the diversity of metagenome of prokaryotes of virgin and arable chernozem soils in Natural Reserve «Mikhailivska Tsilyna» is assessed. It is proved that human pressure on chernozem soils impoverishes their biodiversity, and under plowing the number of species of microorganisms compared to the virgin spot decreased almost in 2 times – from 145 to 86. The most extensive and complex structure of phylotype diversity of soil microorganisms was observed in the 0–20 cm soil layer under different-depth conservation tillage. It is represented by 7 major clusters of dominant genotypes belonging to members of 98 species, of which 31 % – uncultivated.
Use of arable chernozem soils without fertilization leads to a gradual degradation of their microbiological properties, particularly evident under non-plowing (conservation) tillage, where there is accelerated growth of bacteria, especially those that are not cultivated on selective media. Fertilization changes direction of microbiological processes and restores fertility of chernozems. Organic and mineral fertilization system of soil creates in 3–5.7 times greater biodiversity of soil microorganisms compared to the option without fertilizers. Tillage systems, affecting the input and redistribution of crop residues and fertilizers residues in the tilled layer, change parameters and structure of phylotype diversity of soil microorganisms. The most extensive and complex structure of phylotype diversity of soil microorganisms is marked in the 0–20 cm soil layer under different-depth conservation tillage and is represented by 7 major clusters of dominant genotypes belonging to members of 98 species, of which 31 % – uncultivated. On options with plowing and shallow cultivation respectively were found 7 clusters, 57 species, 40 % and 8 clusters, 33 species, 18 % of uncultivated microorganisms. Plowing, unlike conservation tillage causes differentiation in 1.7 times of the number of microorganisms in the top 0–20 cm and lower 20–40 cm soil layers.
Soil conservation technologies help to preserve humus stocks and ensure the reproduction of fertility of chernozem typical of the Forest-Steppe. Along with the quantitative, also the qualitative changes occurred in humus stage, that are most depending on fertilization. Restoration of humus in chernozem typical low-humus of the Forest-Steppe of Right-Bank Ukraine in conditions of intensive grain-beet crop rotation (40 % of hoed crops) is achieved by inputting of straw 1,2 t/ha + N12 + green manure + N78P68K68 per hectare of crop rotation area, due to the increase humus accumulation to 0.26 % and to decrease in content of non-hydrolyzed remaining to 15 %. The overall productivity of crops in the chernozem typical on 16-years use of various technologies war most dependent on the system of fertilization (up to 58 % compared to non-fertilized option) and less - on cultivation
Ключові слова
біогенність, еколого-трофічні групи мікроорганізмів, групово-фракційний склад гумусу, вміст гумусу, лабільні гумусові речовини, ґрунтозахисні технології вирощування культур
Бібліографічний опис
Відновлення біологічної активності і гумусного стану чорноземів типових і звичайних України : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня доктора с.-г. наук: 06.01.03 - агрогрунтознавство і агрофізика / О. Л. Тонха ; Національний університет біоресурсів і природокористування України. - К., 2016. - 42 с