Введение. Качество почвы - это способность почвы поддерживать экосистемные услуги и поддерживать продуктивность растений [1]. В сельскохозяйственных системах функции почвы трудно оценить напрямую из-за ее физических, химических и биологических параметров [2]. Чтобы оценить влияние землепользования и управления на изменения качества почвы, ученым необходимо выявить и выбрать наиболее важные параметры или индикаторы почвы [3]. Хотя использование индекса качества почвы в качестве инструмента восстановления экосистем дает много преимуществ, эффективность этих индексов может различаться в зависимости от типа почвы, климата и экосистемы [4].
Почвенные добавки (биоуголь, компост, птичий и навоз крупного рогатого скота) используются для улучшения роста и продуктивности растений, что улучшает физико-химические свойства почвы, плодородие и почвенную биоту [5, 6]. Различные исследования показали, что органические добавки улучшают органическое вещество почвы, пористость почвы, доступную воду для сельскохозяйственных культур, обменные катионы, емкость катионного обмена и питательные вещества для растений [7, 8, 9].
Птичий помет является одним из органических удобрений, содержащих наибольшее количество питательных веществ, необходимых для роста сельскохозяйственных культур. Во многих исследованиях сообщается, что внесение птичьего помета значительно улучшает физические, химические и биологические свойства почвы [10, 11]. Птичий помет представляет собой органическое удобрение, которое обеспечивает большое количество питательных веществ для растений и улучшает физико-химические свойства почвы при правильном применении [12]. Согласно Yagüe et al., внесение куриного помета в сочетании с удобрением NPK повышало органический углерод почвы и стабильность агрегатов по сравнению с применением одного удобрения NPK [13].
В птицеводстве образуется значительное количество отходов куриного помета, богатого микробами, а также макро- и микроэлементами, подходящими для почвы. Он может улучшить микробную активность и динамику питательных веществ в почве, что в конечном итоге повысит ее плодородие [14].
Реакция физико-химических свойств почвы на органические удобрения может различаться в зависимости от групп почв, климата, методов ведения сельского хозяйства и систем выращивания культур [15].
Целью настоящих исследований было изучение влияния куриного помета на урожайность сельскохозяйственных культур.
Таким образом, это исследование было направлено на оценку воздействия куриного помета на улучшение физико-химических свойств почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, выращиваемых на полях ООО «Ак Барс Пестрецы».
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в Пестречинском районе Республики Татарстан в ООО «Ак Барс Пестрецы», которое занимается растениеводством и животноводством. Главным направлением хозяйства является земледелие. Земельные угодья раскинулись на 25 тысяч гектарах, из них 22 тысяч га - пашня. На сегодня в Пестречинском районе из 60 тысяч га пахотной земли. Практически каждый год земли предприятия увеличивались на 2-3 тысячи га за счет присоединения земельных площадей бывших колхозов и других малоэффективно используемых площадей. Хотя здешние почвы не чернозем, с каждого гектара урожайность от 20 до 45 центнеров зерна. В ООО «Ак Барс Пестрецы» всегда применялся отвальная вспашка, и перекрестный сев, что хоть и благоприятно сказывалось на урожайности, тем не менее увеличивало затраты на посевные материалы. Сейчас перешли на поверхностную обработку земли. Применяется также запашка мульчированной соломы. В структуре севооборота агрофирмы 13,5 тысяч гектар составляют зерновые культуры. Выращивают пшеницу, ячмень, овес и озимое тритикале [16].
Почву исследуемых участков является светло-серая лесная, где содержание гумуса составляет до 3,0%, кислотность до 8,0, фосфора до 295,0 мг/кг, калия до 70,0 мг/кг [17]. Посев, наблюдения и учеты проводили по общепринятой методики полевого опыта (Доспехов Б.А., 1985). При проведении полевых испытаний определяли следующие показатели: полевую всхожесть (%); высоту стебля (см); абсолютно сухую массу растений (г/м2); площадь флагового листа (см2); длину колоса (см); количество зерен в колосе (шт.); урожайность (т/га); стекловидность зерна (%); массовую долю сырой и сухой клейковины в зерне (%); число падения. Схема полевого опыта предусматривала изучение следующих вариантов на трех участках: контрольный – опытный участок (без внесения куриного помета и препарата «Мефосфона»), опытный 1 (был внесен перепревший куриный помет), опытный 2 (куриный помет обработанный препаратом «Мефосфон»).
Полученные данные сравнивали между собой: без обработки (опытная), обработанной перепревшим куриным помётом в дозе из расчета 26 т/га (опытная 1), обработанной куриным помётом и биологически активным препаратом «Мефосфон» из расчета 26 т/га (опытная 2). Их влияние на физико-химические характеристики почвы и на изменение ее микробного разнообразия оценивали с использованием метагеномных подходов и таксономической оценки.
Результаты и обсуждения. Индексы альфа- и бета-разнообразия показали, что применение куриного помета значительно улучшило микробное разнообразие почвы. Таксономический анализ подтвердил Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes и Planctomycetes как многочисленный бактериальный тип. Выявлено также увеличение общего количества видов отдельных операционных таксономических единиц (ОТЕ), что является качественным показателем богатого микробного сообщества [18].
В таблице 5 представлены результаты анализа почвы до и после внесение куриного помёта, проведенные в сертифицированной лаборатории ФГБУ «Татарская межрегиональная ветеринарная лаборатория» Республики Татарстан».
|
Показатель |
До внесения (контроль) |
После внесения (опыт 1) |
Куриный помёт обработанный препаратом «Мефосфон» (опыт 2) |
НСР05 |
|
pHводы |
7,3 |
6,8 |
7 |
1,0 |
|
pHсол |
6,4 |
7,3 |
6,3 |
1,0 |
|
K2O |
273 |
605 |
722 |
15 |
|
P2O5 |
297 |
489 |
934 |
10 |
|
органическое вещество |
3,97 |
6,81 |
6,36 |
1,03 |
|
натрий |
108 |
102 |
137 |
9 |
|
щелочногидролизуемый азот |
123 |
629 |
493 |
10 |
Таблица 5 - Агрохимические характеристики почвы до и после внесения куриного помёта
На рисунках 1 - 6 представлены результаты исследований пшеницы озимый сорта «Скипетр – Э» на продуктивную кустистость, количество растений, средняя масса сырого и сухого стебля, а также корня в период с 19.04.2021 по 01.06.2021 гг. [19].
Кустистость пшеницы (рисунок 1) в почве обработанным перепревшим куриным помётом выросла на 36,84%, а обработанный куриный помёт с применением препарата «Мефосфон» смог увеличь кустистость на целых 73,68%.
Рисунок 1 – Продуктивная кустистость пшеницы
Урожайность сельскохозяйственных культур в значительной степени определяется густотой стояния растений [20]. Результаты оценки содержания количества растений представлены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Количество растений на 1 м2
На рисунке 2 видно, что на 5% увеличивалось количество растений, которые проросли на почве, обработанной перепревшим куриным помётом и на 10% на почве с обработанной препаратом «Мефосфон».
Массу можно оценивать по двум показателям - по сырой и сухой массе. Сырую массу измерять легче, так как это не требует специальной обработки, что позволяет многократно измерять этот параметр на протяжении длительного времени [21].
На рисунке 3 видим, что на 15,9% увеличилась масса сырого стебля пшеницы в почве обработанной куриным помётом (опытная 1). А на участке почвы, обработанном препаратом «Мефосфон» (опытная 2) масса сырого стебля у пшеницы увеличивается на 43,74% [22].
Рисунок 3 – Средняя масса сырого стебля
На рисунке 4 видим, что масса сухого стебля пшеницы в почве обработанной куриным помётом увеличилась на 22,2%. А в обработанном участке почвы с препаратом «Мефосфон» масса сырого стебля у пшеницы увеличивается на 77,7% %.
Рисунок 4 – Средняя масса сухого стебля
Затем производили анализ морфометрических показателей, таких как сырая и сухая масса корней.
На рисунке 5 видно, что масса сырого корня с участка опытная 1 увеличилась на 138%, а с участка опытная 2 на 200%.
Рисунок 5 – Средняя масса сырого корня
Рисунок 6 – Средняя масса сухого корня
Масса сухого корня с участка опытная 1 уменьшилась на 14,3%, и на 157% увеличилась опытная 2 (рисунок 6).
Выводы. Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что применение куриного помета и куриного помета с препаратом «Мефосфоном» опосредованное микробное богатство, как полагают, обеспечивает круговорот углерода, азота и серы, а также ключевые ферменты почвы, такие как дегидрогеназы и ферменты, активные углеводами. Следовательно, применение куриного помета может улучшить плодородие почвы за счет круговорота питательных веществ, вызванного изменениями в динамике почвенных микробов. Кустистость пшеницы в почве обработанным перепревшим куриным помётом увеличивается на 36,84%, масса сырого стебля на 15,9%, масса сухого стебля на 22,2%, масса сырого корня на 138%, а масса сухого корня уменьшилась на 14,3 3%. Кустистость пшеницы в почве обработанным куриным помётом и с препаратом Мефосфон увеличивается на 73,68%, масса сырого стебля на 43,74%, масса сухого стебля на 77,7%, масса сырого корня на 200%, а масса сухого корня 157% увеличилась.
