Влияние морозов на микрофлору почвы

Воздействие на почвенную микрофлору низких температур

Микрофлора почвы уменьшает активность при низких температурах и прекращает, когда столбик градусника опускается ниже нуля. Влияние заморозков на почву не означает, что бактерии и грибки погибают. Большинство сохраняется в зимний период и снова становится активным после оттаивания. В статье мы рассмотрим изменения в микробных сообществах при промерзании, процессы и агротехнические приемы, рассчитанные на защиту полезных почвенных микроорганизмов.

Физиологические изменения в микробных сообществах при промерзании

Микрофлора почвы зимой затормаживает жизнедеятельность. Это происходит из-за изменения ферментативной активности. При низкой температуре могут происходить следующие процессы:

• микроорганизмы впадают в состояние анабиоза для сохранения в неблагоприятных условиях;
• клетки многих микроскопических форм жизни, например грибной мицелий, разрушаются при очень низкой температуре в гумусовом горизонте, сохраняясь глубже, в минеральном слое;
• при оттаивании и повторном замораживании большая часть микрофлоры погибает.

Именно по этим причинам для зимнего периода так важен снеговой покров и относительно стабильный температурный режим.

Глубина промерзания и её влияние на жизнеспособность микроорганизмов

Свойства грунта при падении температуры ниже нулевой отметки изменяется благодаря замерзанию воды, которая превращается в лёд. Что же такое — глубина промерзания и от чего она зависит? Это расстояние от поверхностного слоя до горизонта, после которого нижние слои остаются не замерзшими. На него влияют несколько факторов:

1. Климатические условия. Если зимний период долгий и отрицательные температуры держатся длительно, земля промерзает глубже.
2. Тип грунта. Плотность и способность удерживать воду у каждого типа разная. Например твёрдые глинистые почвы промерзают меньше, чем песчаные.
3. Уровень влажности. Чем больше воды, тем сильнее промерзает грунт. Вода увеличивается при переходе в состояние льда, вспучивая почву.
4. Снежный покров. Сохранение толстого слоя снега на поверхности препятствует проникновению мороза на глубину.

Скачкообразные экстремально низкие температуры способствуют вымерзанию почвенных бактерий, снижают их популяцию, чем создают предпосылки к недостатку насыщения почвенного субстрата полезными веществами. Последствиями снижения биоактивности становятся усиление эрозии (водной, ветровой), разрушение почвенных структур и ухудшение свойств почвы.

Восстановление плодородия — комплексная задача. Это всегда трудоемко и затратно. Но современная высокотехнологичная сельскохозяйственная техника белорусского производства способна в значительной степени упростить проведение мероприятий по сохранению и воссозданию плодородного слоя.

Последствия зимнего вымерзания микрофлоры для плодородия

Циклическое замораживание и оттаивание вызывает серьезные физиологические изменения в микробных сообществах: гибель наиболее уязвимых микробов из-за повреждения клеток, изменение состава биомассы, деградация метаболических процессов, ухудшение почвенного дыхания из-за сокращения массы микроорганизмов и снижения их активности. Рассмотрим эти процессы чуть подробнее.

Снижение биологической активности почвы в весенний период

Микробы, живущие в почвенном слое, играют важную роль. Снижение их биологической активности весной может проявить себя в различных формах:

1. Уменьшается целлюлозоразлагающая способность.
2. Снижается интенсивность выделения углекислого газа.

Способствует негативным изменениям глубокая перекопка, при которой разрушаются агрегаты почвы. Она становится комковатой или превращается в пыль. Эти субстанции легко уплотняются, ухудшая дренаж и аэрацию (насыщение кислородом). Вода и кислород плохо поступают к корням растений, замедляя их рост и развитие. Второй негативный фактор — загрязнение химикатами из-за снеготаяния.

Нарушение процессов разложения органики и минерализации

В нормальном режиме разложение органики и минерализация поддерживаются естественным путём, пополняя состав гумуса, необходимого для плодородия. В случаях нарушения естественных процессов из-за вымерзания микрофлоры органические остатки перестают полностью разлагаться. Распад сложных химических соединений на простые вещества, которые способны употреблять растения, так же замедляется, что вкупе приводит к снижению плодородия. Основные причины:

1. Внесено слишком много минеральных удобрений. Они вытесняют органику, падает активность ферментов, микробы гибнут.
2. Избыточный задел побочных продуктов растениеводства в землю. На полях остаются солома, кукурузные стебли, остатки подсолнечника. Они медленно гниют, увеличивая период разложения до полутора лет.
3. Климатические аномалии. Возможны чрезмерная продолжительность жарких или холодных периодов, недостаток влаги.
4. Так называемые вторичные минералы, которые адсорбируют на поверхности органику, препятствуя процесса минерализации. К таким минералам относятся каолиниты, гидрослюды и другие.

Если имеют место нарушения перечисленных процессов, разрушается агрегатная структура почвы, снижается ее способность к саморегуляции. Плодородный слой истончается, из него вымываются питательные вещества, зато накапливаются токсины и вредные микроорганизмы. Избежать критического положения и вовремя внести коррективы помогает осенний анализ почвы и своевременное взятие проб, осенью или в начале весны.

Роль агротехнических приемов в защите почвенной микрофлоры

При помощи своевременно принятых агротехнических мер можно создать благоприятные условия для развития полезных и подавления активности вредных микробов. Почвообрабатывающая техника помогает правильной обработке почвы. К обязательным мерам относятся также севооборот, внесение удобрений и мульчирование.

1. Севооборот. Чтобы повысить микробиологическую активность, необходимо чередование культур. Во-первых, это снижает активность вредителей и возбудителей болезней, которые у растений разных групп различные. Во-вторых, лучше развиваются антагонистические формы микробов.
2. Пространственная изоляция. Чтобы болезни и вредители не переходили с одной культуры на другую, нужно убирать растительные остатки.
3. Обработка почвы. Чтобы создать благоприятные условия для микрофлоры проводят глубокую вспашку. Работа трактора на мерзлой земле увеличивает некапиллярную пористость. Чередование вспашки с рыхлением усиливает активность микробов и способствует ускоренному разложению остатков растений.
4. Удобрения. Внесение минеральных удобрений под зиму повышает численность микробиоты. Органика (навоз, компост) дает питательные элементы для усиления микробиологических процессов. Минеральные подкормки стимулируют развитие микробов, участвующих в разложении органики.
5. Мульчирование. Такая мера защищает почву от пересыхания, поддерживает водный и тепловой режимы. Органическая мульча в виде опилок, компоста или соломы в процессе разложения обогащает землю питательными веществами, делает ее более рыхлой и плодородной.

Мульчирование также не даёт образовываться почвенной корке. Каждая мера требует рационального применения, в соответствии с условиями и особенностями.

Влияние глубины зяблевой вспашки на сохранность микробиоты

Зяблевая вспашка как основной вид обработки почвы оказывает решающее значение на сохранение микробиоты. Если обработка происходит по поверхности, то микробы концентрируются в верхнем слое. Глубокая вспашка позволяет улучшить микробное сообщество вокруг корневой системы.

Оборот пласта во время вспашки аэрирует горизонт пахоты, запуская активность аэробных бактерий. Они отвечают за минерализацию органики. Это ускоряет разложение гумуса и его обогащение. Улучшается нитрификация азота, что способствует усилению питания растений. Но необходимо учитывать, что при таком методе обработки, биохимическая активность нарушается. Анаэробные формы бактерий, цикл развития которых проходит без доступа кислорода, оказываются в верхнем слое, а аэробы в нижнем.

Эффективность сидеральных культур как биологической защиты

В почвоведении сидераты считаются эффективным способом биологической защиты почвенного слоя. Благодаря им улучшается структура, защита от эрозии, происходит обогащение гумуса органикой с одновременным подавлением роста сорных растений, развитие болезней и вредителей. Как это действует?

Сидеральные культуры выделяют аллелопаты — вещества, которые создают для патогенов неблагоприятные условия. Так рапс и горчица содержат соединения с серой. Попадая в почву, она входит в состав веществ, которые служат природными фунгицидами.

Сидераты влияют на всю почвенную экосистему. Они улучшают аэрацию, влияют на кислотность, что стимулирует развитие полезных микроорганизмов. А поскольку сидераты быстро наращивают листовую массу, они создают плотную тень, подавляя сорняки, которые не могут развиваться без света.

Взаимосвязь состояния почвы и работы сельхозтехники ранней весной

От мер по подготовке почвы зависит многое: сроки посевных работ, их качество и конечный результат. Выбирая технику, необходимо учитывать риски и эффективность, с которой будут проводиться подготовительные операции. Остановимся на самых важных вопросах подробнее.

Риски переуплотнения промерзших почв

Сжатие и утрата структуры — результат чрезмерного давления и переуплотнения промерзшей земли. Может начаться эрозия почвы после зимовки, ухудшиться ее качество и упасть урожайность. Причины уплотнения промерзшей почвы техникой:

• нерациональное использование тяжелой техники (тракторов, комбайнов), многократный проход которых уплотняет слои, особенно если они напитаны влагой;
• глубокие и слишком частые пахотные мероприятия, из-за чего структура нарушается и уменьшается проницаемость;
• малые периоды покоя, усталость почвы, приводящая к уплотнению слоя;
• нерациональное орошение (недостаток или избыток воды).

Склонность почвенного слоя к уплотнению зависит также от механического состава. Например глинистая более склонна уплотняться, в отличие от песчаной. Хорошо структурированная зернисто-комковатая ведет себя стабильнее и меньше поддаётся уплотняющему воздействию. Пропитанную влагой уплотнить легче, чем сухую.

Выбор агрегатов и режимов работы

Чтобы вести обработку надела весной, необходимо подобрать правильные агрегаты, режимы которых позволяют проводить мероприятия в соответствии с целями. Негативно могут сказаться слишком тяжёлые машины, маленькая ширина захвата, из-за которой приходится делать больше подходов. Приведем некоторые виды агрегатов, которые обеспечивают правильную обработку почвы весной.

Сельскохозяйственные плуги — служат для глубокой вспашки. Отвальные подойдут для тяжелых глинистых почв, а безотвальные для легких суглинков.

Поверхностное рыхление обеспечивают культиваторы. Они выравнивают поверхность и удаляют сорняки. Например, культиватор для сплошной обработки почвы КПМп-16/КПМп-14. Подходит для предпосевной обработки любого вида почвы. Совмещает культивацию с рыхлением, выравниванием и прикатыванием, сразу создавая ложе для семян.

Бороны для тракторов — средства окончательной подготовки поля после вспашки и культивации. Существуют дисковые и зубовые варианты. Например тяжелая дисковая борона БДТ-7 Л-114А. Служит для лущения стерни и обработки перед пахотой, подойдёт для любых климатических условий и видов почвы.

При выборе режимов работы, необходимо учитывать глубину. Так средняя глубина культивации — 10 см, чаще от 6 до 8 см. Но если почва слишком плотная или влажная, показатель рентабельно увеличить до 12 см. Саму культивацию проводят поперек или под углом к направлению сева.

Планирование весенних полевых работ с учетом состояния микрофлоры

Весенние работы в поле назначают в соответствии с состоянием микрофлоры, особенностей обработки, посева, внесения удобрений. Чтобы создать благоприятные условия, необходимо улучшить структуру почвы, уничтожить болезнетворных микробов и насытить полезными. Работы проводят по следующим стадиям:

1. Обработка земли. Она включает обеззараживание от патогенов при помощи внесения биологических препаратов.
2. Агротехнические мероприятия. Сюда входят рыхление почвы техникой весной, перекопка, удаление сорняков. При этом переворачивать пласты на 180 градусов нельзя, именно в верхнем слое живут аэробные бактерии.
3. Необходима так же оптимизация внесения удобрений в почву.
4. Посев. Для этого используют равномерный грунт с одинаковой рыхлостью. Это дает необходимую воздухопроницаемость. Полезные микроорганизмы подселяются в обедневший слой. Бактерии служат расщеплению органики и увеличивают доступ воздуха к корням растений. Для процедуры сплошного высева с захватом шириной в 9 или 12 метров даёт зерновая сеялка новейшем модели СПШ-9У/СПШ-12У.
5. Необходимо вносить органические удобрения в виде компоста, навоза или перегноя. Нельзя использовать удобрения содержащие хлор, они подавляют развитие микроорганизмов. Чтобы не обжечь корни, вносить любое удобрение следует во влажную почву и равномерно перемешивать верхний слой.

Любые удобрения нужно вносить лишь после того, как земля прогреется хотя бы до +10 градусов.

Заключение

Защита почвы от вымерзания — это комплекс мер, необходимых для сохранения ее структуры. Улучшить структуру почвы и плодородия помогает грамотно подобранная техника. Необходимо учитывать тип грунта, подверженность эрозионным изменениям, влажность, рельеф. Нельзя использовать тяжелую технику на влажных полях, это приводит к чрезмерному уплотнению.

Чтобы достичь максимального положительного эффекта, лучше применять комбинированный метод, который входит рыхление с одновременным внесением удобрений и прикатыванием для сохранения естественной влажности. При подборе техники, лучше всего воспользоваться услугами проверенного производителя. Белорусская сельскохозяйственная техника группы компаний "Лида-Регион" реализует широкую линейку моделей с безупречной производительностью, простотой эксплуатации и длительным сроком службы.