МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Благовещенский государственный педагогический университет»

Естественно-географический факультет

Кафедра биологии и методики обучения биологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Биологическая активность луговой черноземовидной почвы в посевах сои и кукурузы

по дисциплине: Микробиология с основами вирусологии

Исполнитель: студент группы 2 «БХ»		__________ дата	__________ подпись
Руководитель: к.с.-х.н., доцент		__________ дата	__________ подпись		О.А. Косицына
Защита состоялась	«____» __________ 202__ г.			Оценка ______________

Благовещенск 2024

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 Биологическая активность почвы 4

2 Материал и методы исследования 9

3 Сравнительный анализ биологической активности луговой черноземовидной почвы при выращивании сои и кукурузы 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 21

Введение

Биологическая активность почвы определяется наличием и активностью микроорганизмов, преимущественно бактерий, грибов и актиномицетов, и является фундаментальной составляющей биологических процессов, протекающих в почвенной среде. Она играет ведущую роль в обеспечении нормального роста и развития растений, а также в функционировании агроэкосистемы в целом. Микроорганизмы, обитающие в почве, выполняют ряд ключевых функций, включая разложение органического вещества, минерализацию питательных веществ и азотфиксацию. Кроме того, они вносят существенный вклад в повышение плодородия почвы и ее способность противостоять стрессовым условиям.

Исследования, направленные на изучение биологической активности почвы, могут быть актуальными для разработки эффективных агротехнических подходов, направленных на улучшение плодородия почвы и обеспечение устойчивого функционирования агроэкосистемы.

Цель исследования: изучить биологическую активность луговой черноземовидной почвы в посевах сои и кукурузы.

Для достижения цели необходимо решение следующих задач:

1. По литературным источникам изучить биологическую активность почвы.

2. Провести анализ ферментативной и микробиологической активности почв.

Объект исследования: луговая черноземовидная почва.

Предмет исследования: биологическая активность почв при выращивании сои и кукурузы

Работа изложена на 23 страницах, состоит из введения, трех параграфов, заключения и списка использованных источников, включающего 22 наименования.

1 Биологическая активность почвы

Биологическая активность почвы определяется как способность почвенной среды поддерживать жизненную активность различных организмов, населяющих ее. Эта активность включает в себя разнообразные биологические процессы, которые происходят в почве, такие как циклы элементов, разложение органического вещества, биологическая фиксация азота и взаимодействие с минеральными веществами [7].

Биологическая активность является важным показателем качества почвы и оказывает прямое влияние на ее плодородие и устойчивость. Микроорганизмы играют ключевую роль в этой активности. Они выполняют разнообразные функции, включая разложение органических веществ, обеспечение доступа к питательным веществам, усвоение минералов и фиксацию азота [13].

Одним из важных аспектов биологической активности почвы является взаимодействие с гумусовыми веществами. Гумусовые вещества, составляющие значительную долю почвы, играют ключевую роль в обеспечении питательной среды для микроорганизмов и поддержании баланса питательных веществ [9].

Следует отметить, что биологическая активность почвы является сложным и динамичным процессом, который зависит от множества факторов, включая погодные условия, тип почвы, доступность питательных веществ и наличие различных организмов [15].

Биологическая активность почвы может быть характеризована посредством различных показателей, включая ферментативные и микробиологические показатели. Эти показатели предоставляют информацию о функциональном состоянии почвенной биоты и могут служить важным инструментом для оценки плодородия и здоровья почвы [4].

Ферментативные показатели биологической активности почвы отражают активность различных ферментов, которые играют важную роль в биологических процессах. Например, активность ферментов, таких как уреазы, каталазы, инвертазы и других, может быть использована для определения процессов нитрификации, денитрификации, разложения органического вещества и др. Эти ферменты выполняют ключевые функции в цикле питательных элементов и могут служить индикаторами здоровья почвы [5].

Микробиологические показатели биологической активности почвы связаны с наличием и активностью различных микроорганизмов, таких как бактерии, грибы, актиномицеты и другие. Показатели включают в себя общее количество микроорганизмов по группам, таким как колонизаторы органического вещества, нитрификанты, денитрификанты и другие. Кроме того, исследования активности микроорганизмов, таких как азотофиксация, деструкция органического вещества и прочие, могут быть полезными для оценки биологической активности почвы [11].

Зависимость биологической активности почвы от способов ее обработки, приводит в своей статье В.А. Гулидова : «…длительное применение поверхностной, плоскорезной и чизельной обработок в зернотравянопропашном севообороте приводит к резкой дифференциации пахотного слоя по плодородию. Самым плодородным слоем становится верхний (0-10 см), в котором концентрируется основная масса растительно-пожнивных остатков и питательных веществ. Также наиболее благоприятные условия для целлюлозоразлагающих микроорганизмов складывались по ежегодной разноглубинной вспашке. В вариантах с комбинированной безотвально-отвальной обработкой биологическая активность почвы имела близкие значения к вспашке. Деструкция льняной ткани в слоях 0-10 и 10-20 см была практически одинаковой. Только с глубины 20-30 см наблюдалась дифференциация пахотного слоя по целлюлозоразлагающей активности. Как ежегодная отвальная, так и ежегодная безотвальная системы обработки почвы в севообороте не могут в полной мере оптимизировать факторы роста растений. Более благоприятные условия как для биологических процессов в почве, так и для растений создает комбинация разноглубинных безотвальных, отвальных и поверхностных приемов в системе обработки почвы» [4, с. 52].

В результате обработки почвы создаются благоприятные условия для накопления и сбережения влаги, образуется рыхлый слой, облегчающий рост и развитие корневой системы, перераспределяется органическое вещество, как основной источник пищи и энергетического материала для почвенной микрофлоры.

При всех способах обработки почвы к концу вегетации сельскохозяйственной культуры наблюдается разнокачественность почвенных слоев по плодородию. Возросший интерес к дифференциации пахотного слоя по плодородию обусловлен применением в широких масштабах обработки почвы по типу «No-Till» и безотвальной [22].

При минимализации обработки почвы очень сильно проявляется дифференциация по профилю почвы основных показателей плодородия, особенно отмечается резкое снижение плодородия в нижней части пахотного слоя по количеству микроорганизмов, содержанию органического вещества и подвижных форм Р₂О₅ и К₂О. Процесс разнокачественности пахотного слоя почвы наступает в том случае, если отказаться от вспашки.

Биологическая активность почвы зависит от выращиваемых на ней культур. В своей статье «Биологическая активность почвы при совместном посеве культур» С.И. Коржова, Т.А. Трофимова и Г.В Котова выявили что: «…бинарные посевы подсолнечника с донником и люцерной способствовали оптимизации основных показателей плодородия почвы. Разложение льняного полотна в почве под такими посевами возрастало, по сравнению с одновидовым размещением подсолнечника, в 2,1…3,2 раза. Последействие приемов биологизации проявлялось и в посевах озимой пшеницы. При размещении этой культуры по донниковому и люцерновому пару темпы разложения льняного полотна были соответственно в 2,8 и 3,2 раза выше, чем в посевах по чистому пару. Самый высокий коэффициент иммобилизации азота отмечали в зернопаропропашном севообороте в период всходов ячменя. Он был в 3…4 раза больше, что указывает на достаточно большое количество трудно разлагаемых растительных остатков (соломы) в почве. Бинарные посевы подсолнечника с донником и люцерной повышали относительный показатель биогенности в период цветения и уборки, по сравнению с одновидовым посевом подсолнечника, на 38 и 27 % соответственно. Самую высокую урожайность озимой пшеницы отмечали по чистому пару (4,37 т/га), подсолнечника – в севооборотах с бинарными посевами культур (2,84...2,95 т/га)» [11, с. 9].

Биологическая активность почвы зависит от использования удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур. Вследствие резкого уменьшения объемов применения органических удобрений происходит ухудшение экологического состояния пахотных земель, загрязнение сельскохозяйственных угодий токсичными веществами снижение почвенного плодородия. Ведь естественное плодородие пахотных земель тесно связано с жизнедеятельностью почвенных микроорганизмов, и агротехнические приемы оказывают сильное влияние на микрофлору почвы. Основными характеристиками состояния почв являются содержание гумуса, азота, фосфора и др., которые служат показателями плодородия и мониторинга сельскохозяйственного использования почв [21].

В настоящее время есть мнение, что при использовании почв необходимо учитывать не только агрохимические характеристики, но и микробиологические. Агрохимические и агротехнические воздействия влияют на свойства почвы, а также ее микрофлору, изменяют состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, определяют направленность минерализации и синтеза органических соединений. Экспериментальные данные некоторых авторов показали, что связь между содержанием гумуса в почве и ее биологическими свойствами очень тесна, что может говорить о функциональной зависимости между ними [20].

Существенным фактором, определяющим микробиологическую активность почвы, является – внесение органических удобрений. Органические удобрения всегда оказывают положительное влияние на развитие микроорганизмов в почве и их биологическую активность. Внесение оптимальных доз органических удобрений повышает биохимическую и микробиологическую активность почв [12].

Е.М. Глушень, Г.М. Петров, А.В. Сорока, С.И. Гусак, М.В. Дубойский, пришли к выводу, что внесение органических удобрений положительно влияет на микробиологическую активность исследованных почв, что подтверждается, увеличением микробной биомассы почв и общей численностью микроорганизмов. Максимальная биологическая активность почв достигалась при внесении органо-бактериальных удобрений на основе твердой фракции навоза КРС после сепарации. Общая численность микроорганизмов под влиянием ферментированных сепарированных отходов КРС составляла не менее 32 млрд КОЕ/г почвы. Наличие в составе органо-бактериальных удобрений микроорганизмов с высоким деструктивным потенциалом увеличивало целлюлолитическую активность почв в 1,4-1,7 раза по сравнению с контролем [2].