Сравнительная оценка микробоценоза почв в ризосфере Zea mays в условиях монокультуры и в севообороте на разных агрохимических фонах

• Автор: Романычева, Анна Александровна
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Zea mays L. в монокультуре и севообороте (обзор литературы)
1.1. Zea mays L. Возделывание в монокультуре
1.2. Исследование монокультуры Zea mays L. Длительные полевые опыты
1.3.Урожайность Zea mays L. в монокультуре и севообороте
1.4. Агрохимические свойства почвы под Zea mays L. в монокультуре и севообороте
1.5. Ризосфера - зона формирования специфических микробных сообществ
1.6. Влияние монокультуры и чередования сельскохозяйственных культур
на микроорганизмы в ризосфере (на примере Zea mays L.)
1.7. Влияние минеральных удобрений на микроорганизмы в ризосфере растений (на примере Zea mays L.)
1.8. Состав ризосферной микробиоты по фазам развития Zea mays L
Заключение к главе
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.2. Метеорологические условия в период проведения исследований
2.3. Агрохимические методы
2.4. Микробиологические методы
Глава 3. Изменение микробного сообщества чернозема выщелоченного под посевами кукурузы при длительном применении минеральных удобрений (экспериментальная часть)
3.1. Агрохимическая характеристика чернозема выщелоченного
3.2. Урожайность Zea mays L
3.2.1 Средняя урожайность за годы проведения опыта (46 лет)
3.2.2 Средняя урожайность за годы проведения исследований (3 года)
3.3. Формирование микробного сообщества почвы под Zea mays L

3.3.1. Динамика численности микроорганизмов в ризосфере кукурузы
3.3.2. Состав микроорганизмов в ризосфере кукурузы
3.3.3. Структура и биоразнообразие микробного сообщества в ризосфере бессменной кукурузы и в севообороте
3.3.4. Влияние удобрений на микробное сообщество
3.3.5. Взаимосвязь микробоценоза с урожайностью кукурузы,
агрохимическими показателями и устойчивостью агроценоза
Заключение
Выводы
Список использованной литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Кукуруза в настоящее время - самая популярная и окупаемая культура в мире. Ее исключительность состоит в высокой потенциальной урожайности и многосторонности использования. Мировое производство кукурузы в 2013/2014 гг. составило 973,9 млн. т (Capehart et al., 2014). Цена с 2010 по 2013 гг. возросла более чем на 50% (Giorgi, 2014). Для удовлетворения всё возрастающего спроса без увеличения посевных площадей под кукурузой в сельскохозяйственную практику широко вошло бессменное возделывание этой культуры (Nevens, Reheul, 2001; Vyn, 2006, Plourde et al., 2013). В силу своих биологических особенностей (С4-тип фотосинтеза, интенсивный обмен веществ) кукуруза хорошо переносит бессменные посевы и обладает высокой отзывчивостью на минеральные удобрения. Однако возделывание кукурузы в монокультуре вызывает возражения со стороны фундаментальной науки, в положениях которой рассматривается возможное снижение плодородия и качества почвы.
В России существует длительный полевой опыт Воронежского филиала ГНУ ВНИИ кукурузы, который зарегистрирован в реестре Географической сети опытов с удобрениями, по ведению монокультуры кукурузы с 1960 г без снижения урожайности (Стулин, 2007). Имеются данные о высокой устойчивости органического вещества агрочернозема в данном опыте (Ларионова и др., 2012). Важным аспектом является исследование микробиологического состояния почвы в данном агроценозе. При исследовании определенных групп микроорганизмов, которые плохо поддаются культивированию или тех, которые нельзя выращивать in vitro без облигатного симбионта, как например арбускулярные микоризные грибы, представляется актуальным использование молекулярных методов. Одним из таких методов является газовая хроматография - масс-спектрометрия (ГХ-МС). Подобные микробиологические работы на этом опыте ранее не проводились. Это определило

способностью почвенного микробоценоза, формирующегося под ней, к сбалансированному осуществлению процессов минерализации — синтеза органических азотсодержащих соединений при условии достаточного поступления в почву минеральных удобрений (Алехин, 1996).
1.7. Влияние минеральных удобрений на микроорганизмы в ризосфере растений (на примере Zea mays L.)
Применение минеральных и органических удобрений по современным представлениям является регулирующим фактором биологической активности почв агроценоза, связанным с жизнедеятельностью растений и их взаимодействием с микробным сообществом почв (Минеев, 2005). Уникальная зона почвы - ризосфера, которая создается за счет выделения энергетически богатых углеродсодержащих компонентов живыми корнями растений (ризодепозитами) с последующим размножением микроорганизмов в окружающей почве (Jones, 2004; Barber, 1995), наиболее чувствительна к воздействию агрохимических средств (Селиверстова и др., 2008).
Общепризнано, что при внесении органических и минеральных удобрений активизируется деятельность полезной микробиоты и усиливается биологическая фиксация азота (Мишустин, Теппер, 1963; Минеев, 2004).
Однако, результаты изучения влияния минеральных удобрений разного состава и доз на почвенную микробиоту весьма неоднозначны. Например, отмечается, что при‘внесении высоких доз минеральных удобрений (120-240 кг/га) происходит изменение эколого-трофической структуры микробоценоза с активизацией автохтонной микробиоты, минерализующей органическое вещество почвы (Патика и др., 2005; Андр1юк и др., 2001; Carson et al., 2007). Кроме того, показано, что применение минеральных удобрений приводит к снижению индекса