Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах

На підставі аналізу літературних джерел і власних досліджень (понад 30 років) доведено, що за мінімального обробітку чорноземів забезпечується спряженість між фізіологічними ритмами життєдіяльності сільськогосподарських культур, ритмами розкладання і синтезу гумусу, фіксацією вуглекислого газу гетер...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Физиология и биохимия культурных растений
Datum:	2013
1. Verfasser:	Демиденко, О.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України 2013
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66480
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах / О.В. Демиденко // Физиология и биохимия культурных растений. — 2013. — Т. 45, № 3. — С. 213-221. — Бібліогр.: 24 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-66480
record_format	dspace
spelling	Демиденко, О.В. 2014-07-16T16:19:34Z 2014-07-16T16:19:34Z 2013 Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах / О.В. Демиденко // Физиология и биохимия культурных растений. — 2013. — Т. 45, № 3. — С. 213-221. — Бібліогр.: 24 назв. — укр. 0522-9310 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66480 631.81.0.36 На підставі аналізу літературних джерел і власних досліджень (понад 30 років) доведено, що за мінімального обробітку чорноземів забезпечується спряженість між фізіологічними ритмами життєдіяльності сільськогосподарських культур, ритмами розкладання і синтезу гумусу, фіксацією вуглекислого газу гетеротрофною сапрофітною мікрофлорою й карбонатоутворенням, що активує природні ґрунтотвірні процеси в агроценозах. На основании анализа литературных источников и собственных исследований (более 30 лет) доказано, что при минимальной обработке черноземов обеспечивается сопряженность между физиологическими ритмами жизнедеятельности сельскохозяйственных культур, ритмами разложения и синтеза гумуса, фиксацией углекислого газа гетеротрофной сапрофитной микрофлорой и карбонатообразованием, что активирует природные процессы почвообразования в агроценозах. It was revealed on the basis of literary sources analysis and own researches (over 30 years), that in the conditions of minimum till, conjugation is provided between the physiological rhythms of vital functions of crops, the rhythms of decay and the synthesis of humus, fixing of carbon dioxide by a heterotrophic saprophyte microorganisms and carbonate formation, that proceeds agrocenoses soil formation. uk Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України Физиология и биохимия культурных растений Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах Физиологическая активность сельскохозяйственных культур и восстановление плодородия черноземов в агроценозах Physiological activity of crops and recreation of fertility of black earths in agrocenoce Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах
spellingShingle	Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах Демиденко, О.В.
title_short	Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах
title_full	Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах
title_fullStr	Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах
title_full_unstemmed	Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах
title_sort	фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах
author	Демиденко, О.В.
author_facet	Демиденко, О.В.
publishDate	2013
language	Ukrainian
container_title	Физиология и биохимия культурных растений
publisher	Iнститут фізіології рослин і генетики НАН України
format	Article
title_alt	Физиологическая активность сельскохозяйственных культур и восстановление плодородия черноземов в агроценозах Physiological activity of crops and recreation of fertility of black earths in agrocenoce
description	На підставі аналізу літературних джерел і власних досліджень (понад 30 років) доведено, що за мінімального обробітку чорноземів забезпечується спряженість між фізіологічними ритмами життєдіяльності сільськогосподарських культур, ритмами розкладання і синтезу гумусу, фіксацією вуглекислого газу гетеротрофною сапрофітною мікрофлорою й карбонатоутворенням, що активує природні ґрунтотвірні процеси в агроценозах. На основании анализа литературных источников и собственных исследований (более 30 лет) доказано, что при минимальной обработке черноземов обеспечивается сопряженность между физиологическими ритмами жизнедеятельности сельскохозяйственных культур, ритмами разложения и синтеза гумуса, фиксацией углекислого газа гетеротрофной сапрофитной микрофлорой и карбонатообразованием, что активирует природные процессы почвообразования в агроценозах. It was revealed on the basis of literary sources analysis and own researches (over 30 years), that in the conditions of minimum till, conjugation is provided between the physiological rhythms of vital functions of crops, the rhythms of decay and the synthesis of humus, fixing of carbon dioxide by a heterotrophic saprophyte microorganisms and carbonate formation, that proceeds agrocenoses soil formation.
issn	0522-9310
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66480
citation_txt	Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах / О.В. Демиденко // Физиология и биохимия культурных растений. — 2013. — Т. 45, № 3. — С. 213-221. — Бібліогр.: 24 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT demidenkoov fízíologíčnaaktivnístʹsílʹsʹkogospodarsʹkihkulʹturtavídtvorennârodûčostíčornozemívvagrocenozah AT demidenkoov fiziologičeskaâaktivnostʹselʹskohozâistvennyhkulʹturivosstanovlenieplodorodiâčernozemovvagrocenozah AT demidenkoov physiologicalactivityofcropsandrecreationoffertilityofblackearthsinagrocenoce
first_indexed	2025-11-25T21:00:31Z
last_indexed	2025-11-25T21:00:31Z
_version_	1850544970160668672
fulltext	УДК 631.81.0.36 ФIЗIОЛОГIЧНА АКТИВНIСТЬ СIЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР ТА ВIДТВОРЕННЯ РОДЮЧОСТI ЧОРНОЗЕМIВ В АГРОЦЕНОЗАХ О.В. ДЕМИДЕНКО Черкаська державна дослідна сільськогосподарська станція «Національного наукового центру “Iнститут землеробства” Національної академії аграрних наук України» 20730 Черкаська обл., Cмілянський р-н, с. Холоднянське, вул. Докучаєва, 13 e-mail: smilachapv@ukr.net На підставі аналізу літературних джерел і власних досліджень (понад 30 років) доведено, що за мінімального обробітку чорноземів забезпечується спряженість між фізіологічними ритмами життєдіяльності сільськогосподарських культур, ритмами розкладання і синтезу гумусу, фіксацією вуглекислого газу гетеротроф- ною сапрофітною мікрофлорою й карбонатоутворенням, що активує природні ґрунтотвірні процеси в агроценозах. Ключові слова: ґрунтотвірні процеси, фізіологічна активність кореня, агроценоз. Сільськогосподарські культури в агроценозах не є пасивними спожива- чами складових зовнішнього середовища, вони активно їх перетворюють відповідно до своїх потреб та одночасно самі активно пристосовуються до їхніх особливостей. Один із проявів саморегуляції агроценозів поля- гає в тому, що фізіологічні ритми життєдіяльності сільськогосподарських культур мають бути зрівноваженими з біохімічними ритмами й режима- ми ґрунтового середовища чорнозему. Це слід розцінювати як пристосу- вальну реакцію на зміну умов зовнішніх чинників росту й процес нако- пичення у ризосфері культурних рослин продуктів життєдіяльності для ґрунтових сапрофітних гетеротрофних мікроорганізмів і, як наслідок, посилення природних процесів ґрунтоутворення в агроценозах [7, 8, 11]. Складна, органічно доцільна пристосувальна реакція сільськогос- подарських культур до мінерального живлення у вигляді процесу гуму- соутворення є важливою фізіологічною та життєвою функцією рослин- ного організму, основою процесу розширеного відтворення родючості й ґрунтоутворення чорнозему в агроценозі. Завданням системи землероб- ства нарівні з підвищенням продуктивності має бути стимулювання про- цесів гумусо- та ґрунтоутворення в агроценозах [13—15]. Біотична взаємодія, яка визначає трансформацію і мінералізацію органічної речовини чорноземів Лісостепу України, обіймає кілька де- термінувальних трофічних рівнів: популяцій мікроорганізмів, сукупності культурних рослин і живих організмів, ступінь участі кожного з яких у фізіологічних та біохімічних процесах ґрунтоутворення визначається фізичними й хімічними властивостями ґрунту, які залежно від свого ста- ну обмежують або активують діяльність живої речовини агроценозу. ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ КУЛЬТ. РАСТЕНИЙ. 2013. Т. 45. № 3 213 © О.В. ДЕМИДЕНКО, 2013 Біохімічні реакції, що ведуть до перетворення решток екзогенного рос- линного матеріалу (кореневі й пожнивні рештки, кореневі виділення) та внесеного гною на гумінові кислоти й гумус, його мінералізація і, як наслідок, зміна структурних елементів чорнозему — все це результат діяльності живої речовини агроценозу, фізіологічна активність якої виз- начає рівень біологізації землеробства [4, 17]. Під родючістю ґрунту розуміють його здатність у конкретних умо- вах забезпечувати оптимальний режим зв’язування сонячної енергії в системі ґрунт—рослина. Результатом прояву цієї властивості має бути накопичення в ризосфері рослин продуктів життєдіяльності для ґрунто- вих гетеротрофних сапрофітних мікроорганізмів. Iснуюча складна ор- ганічно доцільна пристосувальна реакція вищих рослин до мінерального живлення у вигляді гумусоутворення є детермінувальною фізіологічною і життєвою функцією рослинного організму, основою розширеного відтворення родючості й культурного ґрунтоутворення чорнозему в агро- ценозах [16—18, 22—24]. Вважають, що спрямованість і швидкість трансформації органічної речовини, яка надходить у ґрунт, замикається на активності ґрунтових мікроорганізмів, оскільки з цією частиною ґрунтової біоти пов’язані біохімічні перетворення органічних сполук. Однак напрям трансфор- мації органічних речовин у річному й сезонному циклах визначається взаємодією сільськогосподарських культур у монокультурі, послідовною взаємодією рослин і мікроорганізмів, їх сукупною фізіологічною ак- тивністю та життєдіяльністю. Визначальною є взаємодія ґрунтової мікрофлори зони кореня, кореневої системи і надземної частини сільськогосподарських культур. Її характер залежить від системи об- робітку чорнозему: систематична оранка порушує природний механізм взаємодії в системі мікроорганізми зони кореня—коренева система— надземна частина рослин, а систематичні ґрунтозахисні технології виро- щування сільськогосподарських культур, основою яких є мінімальний обробіток чорнозему, стимулює і спрямовує розвиток чорнозему до при- родних ценозів, змінюючи насамперед ґрунтові умови життєдіяльності трофічних складових агроценозу [19, 20]. Коренева система сільськогосподарських культур — основне дже- рело фізіологічно активних речовин, які протягом усього вегетаційного періоду є найважливішими в донорно-акцепторній взаємодії між сами- ми рослинами, рослинами й мікробними ценозами у ґрунті. Донедавна уявлення про алелопатичне значення кореневих систем формувалось відірвано від еколого-еволюційних та ґрунтотвірних особливостей куль- тур у сівозміні, які своїми кореневими виділеннями визначають структу- ру ґрунту в агрофізичному розумінні. Тому кореневий ексудат, кількість якого прямо пов’язана з дією абіотичних чинників у ґрунтовому середо- вищі: температурою, вологістю, аерацією, кислотністю, наявністю еле- ментів живлення, відіграє виключну роль у підсиленні морфогенетичних ознак чорнозему [5]. Згідно з результатами сучасних досліджень, за оптимального зво- ложення ґрунту кількість кореневого ексудату пропорційна надземній масі рослин, тобто навіть просапні культури в агроценозах за оптималь- ного зволоження можуть бути активними ґрунтоутворювачами, а не руйнівними чинниками родючості чорнозему, як прийнято вважати. В кореневому ексудаті міститься понад 30 % азоту в органічній формі за- гальної його кількості в рослинах; 20—37 % вуглецю, асимільованого в 214 А.В. ДЕМИДЕНКО Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45. № 3 рослинах, витрачається на процеси азотфіксації у ґрунті [5, 7, 14]. По- глинені коренями зольні елементи в репродукційний період розвитку рослини повертаються у ґрунт (38—40 % К, 20—22 Са, 10 % Mg) [14]. Кореневий ексудат [17] є однією з найактивніших форм природно- го перегною. На думку Пономарьової [16], кореневі виділення — основ- не джерело передгумусових речовин для всього гумусового горизонту чорнозему, а фізіологічно активною є коренева система, яка функціонує в аеробних умовах. Аеробне дихання коренів і надходження вуглеводів із надземної частини рослин мають бути основою культурного ґрунтоутво- рення. За анаеробних умов дихання коренів знижується здатність рос- лини засвоювати елементи живлення, в клітинах припиняється рух протоплазми, порушується синтез білків, пригнічується ріст сільськогоспо- дарських культур [1, 18, 23]. За систематичної оранки, глибокого й мілкого безполицевого та мінімального обробітку ґрунту загальна кількість коренів у шарі ґрунту 0—40 см в посівах зернових, у фазу цвітіння кошиків соняшнику, почат- ку наливання зерна кукурудзи й активного наростання коренеплодів цук- рового буряку була практично однаковою, але спостерігався їх пошаро- вий перерозподіл у межах кореневмісного шару ґрунту. За мінімального основного обробітку чорнозему кількість коренів у шарі 0—10 см збільшувалась: у рослин кукурудзи на силос — на 4,1—10,4 %, кукуруд- зи на зерно — на 5,9—10,9, соняшнику — на 10 %. Аналогічна зако- номірність характерна для озимої пшениці й гороху — кількість коренів у шарі 0—10 см збільшувалась на 6—15 %. Відповідно змінювався поша- ровий запас коренів у шарі ґрунту 0—40 см. За систематичного мінімального обробітку процес виділення й на- сичення ґрунтової товщі кореневим ексудатом відбувається інтен- сивніше, ніж в умовах оранки. Тест-проби підтвердили, що інтен- сивність наростання коренів індикаторних рослин крес-салату за вегетаційний період у разі безполицевого обробітку була на 5—10 %, а в окремі роки — на 20—30 % нижчою порівняно з варіантом система- тичної оранки, що опосередковано свідчить про інтенсивнішу кореневу ексудацію [21]. За систематичного безполицевого обробітку ґрунту з внесенням достатньої кількості мінеральних та органічних добрив інтенсивність життєдіяльності целюлозоруйнувальних мікроорганізмів не знижувалась, а кореневі виділення ставали стабільним джерелом живлення рослин і ґрунтових мікроорганізмів за дотримання науково обґрунтованого чергу- вання культур у сівозміні. Iнтенсивність розкладання целюлози була в 1,3 раза вищою порівняно з варіантом оранки [20]. Загальна адсорбційна поверхня кореневої системи злакових культур за мінімального обробітку ґрунту була в 2,3—2,6 раза більшою, ніж у варіанті з оранкою. Діюча частина адсорбційної поверхні кореневої систе- ми за мінімального обробітку становила 44—52 % загальної, а її абсолют- на величина була у 2,4—2,6 раза більшою, ніж за оранки. Ця обставина приводила до того, що вміст азоту й деяких зольних елементів у коренях та надземній масі підвищувався. Дослідження [19, 23] показали, що вміст азоту в коренях вищий в 1,20—1,25, К2О — в 1,35—1,45, Р2О5 — в 1,07— 1,22 раза, ніж за оранки, а біологічний кругообіг азоту і зольних елементів пришвидшується порівняно з традиційною технологією в 2,4—4,4 раза. Важливою властивістю ґрунтової мікрофлори є здатність до хемо- таксису. Біологічно активні речовини, які надходять у ґрунт з кореневи- 215 ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45. № 3 ми виділеннями, визначають вплив культурних рослин на розвиток і діяльність трофічних груп мікроорганізмів, які беруть участь і спрямову- ють трансформацію органічної речовини в ґрунті. За сучасними даними, об’єм кореневих виділень сільськогосподарських культур становить 8— 25 % фотосинтетичної продукції рослин і пропорційний надземній масі рослин [1, 5]. Переважними компонентами кореневих виділень є цукри, аміно- кислоти, органічні кислоти. В кореневому ексудаті бобових рослин містяться цистин, цистеїн, аспарагінова кислота, серин, глутамін, глу- тамінова кислота, треонін, аланін, тирозин, валін, фенілаланін, лейцин, ізолейцин, у кореневих виділеннях кукурудзи — цистин, цистеїн, орнітин, лізин, серин, гліцин, глутамін, треонін, глутамінова кислота, аланін, пролін, валін, фенілаланін, лейцин, ізолейцин. Кореневі виділення в помітній кількості виявлено на відстані 2,5—3,0 мм від по- верхні кореня, тобто у зоні ризосфери. В кореневому ексудаті містяться речовини вуглеводної природи: оліго-, моно- і дисахариди, глюкуроно- ва й галактуронова кислоти. Рослинні цукри виділяються з кореневим ексудатом молодими рослинами і швидко засвоюються ґрунтовою мікрофлорою [5]. Кореневі виділення в ризосфері кореня є потенційними хемоефек- торами для мікроорганізмів, оскільки їх концентраційний градієнт у ґрунті визначає хемотаксис трофічних груп мікроорганізмів відносно тієї чи іншої речовини на доконтактному рівні. Водночас відбувається розпізнавання потенційних симбіонтів у формі обміну специфічними сигнальними молекулами, які містяться в кореневому ексудаті кореня й надземній частині рослини. Такими молекулами можуть бути нук- леїнові кислоти, лектини, ферменти, речовини флавонової і вугле- водневої природи. Результатом обміну специфічними сигналами між рослиною і гру- пами мікроорганізмів є біохімічні, морфологічні та фізіологічні зміни кожного з партнерів та підпорядкування різних трофічних груп мікроор- ганізмів функціонуванню у сукупності. За значенням хемотаксису в розпізнаванні трофічними групами ґрунтових мікроорганізмів «cвоїх» рослин таксисні реакції поділяють на: таксис до простих молекул (цук- ри, органічні кислоти, амінокислоти), наслідком якого є неспецифічне залучення широкого кола мікроорганізмів у ризосферу кореня, і таксис до великих за розміром молекул, які виділяються рослинними тканина- ми (флавони, гормони, лектини, ферменти) в межах самої ризосфери і забезпечують обмін специфічними сигналами між рослиною і мікрофло- рою ґрунту [1, 10]. Свого максимального прояву коренева ексудація досягає в момент, коли вміст гумусу в ґрунті у сезонному циклі мінімальний і починається процес гетеротрофної фіксації СО2 ґрунтовою мікрофлорою. Вуглець ґрунтового повітря і ґрунту (СО2 в ґрунтовому розчині) асимілюється гетеротрофними мікробами з утворенням ними нових ор- ганічних речовин. Ці речовини знаходяться в протоплазмі, а при автолізі мікробів (розпаді оболонки) виходять у ґрунтовий розчин і взаємодіють із ґрунтовим вбирним комплексом з виділенням азотовмісних радикалів гумусових кислот. Спочатку вони входять до складу фульватів, а після їх конденсації поповнюють стабільні гумати. Це супроводжується збільшенням вмісту 216 А.В. ДЕМИДЕНКО Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45. № 3 АТФ у ґрунті на 25—250 % за мінімального його обробітку, що логічно пов’язувати з діяльністю гетеротрофних сапрофітних мікроорганізмів. Кореневі виділення містять амінокислоти, аміни, аміди та прогумусові фрагменти, які за принципом комплементарності можуть включатись у відтворення органічної речовини в ґрунті. Напевно не весь об’єм коре- невого ексудату переходить до складу гумусу в ґрунті. Значна його час- тина споживається сапрофітною гетеротрофною мікрофлорою, для якої такий субстрат є фізіологічно активнішим [19]. Систематичний мінімальний обробіток ґрунту у сівозміні стиму- лює прояв цього механізму в зв’язку з оптимальнішими умовами зволо- ження, підвищенням біогенності ґрунтових умов. Це забезпечує водороз- чинний стан прогумусових і гумусових речовин у момент їх утворення, приводить до глибокого насичення товщі чорнозему розчином гумінових кислот, прогумусових речовин та Са(НСО3)2 [16, 17]. Мікрофлора ризосфери кореня протягом вегетативного періоду змінюється. В зоні молодих коренів в основному розмножуються бак- терії і мікроскопічні гриби, а самі корені в цей час виділяють цукристі речовини, які швидко засвоюються. Коли коренева система досягає мак- симального розміру, на поверхні кореня і в ризосфері розвивається по- пуляція гетеротрофних сапрофітних мікроорганізмів. У разі оранки вона наростає вглиб ґрунту, а за мінімального його обробітку — за типом «дернини», тобто поверхнево. Якщо взяти до уваги явище хемотаксису, яке стимулює утворення стійких трофічних груп сапрофітних гетеро- трофних мікроорганізмів, то поверхневе залягання кореневої системи є більш природним. Більше того, залягання кореневої системи за типом «дернини» є головним медіатором диференціації гумусового горизонту чорнозему за біологічною активністю. При цьому явище хемотаксису на- буває максимального прояву та екологічної виваженості, і його слід роз- глядати як інформаційне кодування ґрунтоутворення в агроценозі. За стимуляції росту кореневої системи вглиб гумусового горизонту чорно- зему хемотаксис виявляється слабкіше, а зменшення кількості коренів у шарі 0—10 см супроводжується порушенням трофічних взаємозв’язків у системі ризосфера—коренева система і не забезпечує умов для відтво- рення родючості чорнозему в агроценозі. У природних ценозах формуються стабільні угруповання асоціацій ґрунтових мікроорганізмів, для яких характерні невеликі коефіцієнти флуктуації їх чисельності й наявність міцної структури зв’язків між мікроорганізмами зимогенного, автохтонного, евтрофного та оліготроф- ного блоків. Систематичний мінімальний обробіток ґрунту в агроценозі на тлі оптимального внесення органічних і мінеральних добрив сприяє утворенню стабільних трофічних груп мікроорганізмів із чітко визначе- ною просторовою прив’язкою до шару ґрунту 0—15 см, забезпечує відтворення їх екологічно виваженої сезонної динаміки й поліпшення гумусного стану чорнозему. Визначальним у цьому процесі є розміщен- ня кореневих систем культурних рослин у верхній частині гумусного го- ризонту чорнозему [10, 21]. За систематичного мінімального обробітку інтенсивність дихання ґрунту (мг СО2/100 г ґрунту) в шарі 0—15 см була в 1,10—1,15 раза, а в разі внесення органічних і мінеральних добрив — у 1,15—1,25 раза ви- щою, ніж за систематичної оранки. При цьому в ґрунтовому повітрі вміст вуглекислого газу був стабільнішим: 0,65—1,05 % (0—10 см), 0,78— 1,29 % (10—30 см) проти 0,29—1,05 та 0,60—1,55 % в разі оранки. За 217 ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45. № 3 мінімального обробітку ґрунту порогова концентрація СО2 для депресив- них явищ в окисно-відновних реакціях (1,21—1,25 %), коли гальмують- ся процеси окиснення гумусу, утримувалась у часі стабільніше, ніж у разі оранки [20, 23]. Головним ініціатором окисних реакцій дихання в ґрунті, які виз- начають утворення і динаміку СО2 ґрунтового повітря, є життєдіяльність коренів [2, 6, 23, 24]. Біогеохімічна суть ґрунтоутворення — це взаємодія кореневих систем рослин із ґрунтовим та повітряним середовищами, в ході якої велика, фізіологічно недоцільна витрата продуктів фотосинте- зу на дихання коренів набуває першочергового значення. В ґрунтовій товщі назустріч висхідному потоку вологи з коренів у листки йде низхідний потік вуглеводів, які перетворюються на СО2 в процесі дихан- ня. Енергознецінений вуглекислий газ під час дихання коренів у ґрунто- вому розчині переходить в кислотну форму. Під впливом СО2 ґрунтова волога та волога атмосферних опадів переходить в активну форму внаслідок утворення гідрокарбонатів і карбонатів. Карбонатоутворення в чорноземах пов’язують з СО2, виділеним живою речовиною агроценозу. Вуглекислий газ, що вивільняється внаслідок дегазації карбонатно-гли- нистих, карбонатних відкладів лесових порід та у процесі окиснення ор- ганічної речовини ґрунту, в утворенні карбонатів участі не бере, а погли- нається рослинами під час фотосинтезу [12, 24]. Наведені факти свідчать про те, що систематичний мінімальний обробіток ґрунту в агроценозах спрямовує динамічну суть ґрунтоутво- рення чорноземів на посилення біологізації процесів, а індикаторами цього явища є вторинне карбонатоутворення, зміна форми карбонатів, посилення морфогенетичних ознак у напрямі утримання чорнозему в стані перелогу й цілини [9]. Ми виявили посилення залишкових морфогенетичних ознак при- родного ґрунтоутворення за систематичного застосування ґрунтозахис- них технологій: зникла слабохвиляста горизонтальна тріщина, яка розділяла гумусний горизонт на Нор та Нп/ор; зникли ознаки «плужної підошви» у шарі ґрунту 30—42 см, нижня частина гумусного горизонту набула зернисто-дрібногрудкуватої структури, пухкого складання з доб- ре вираженою агрегатною й міжагрегатною шпаруватістю; корені нарос- тали за типом «дернини», а весь гумусовий горизонт був добре ними на- сичений, траплялося багато ходів черв’яків із великою кількістю капролітів. Весь гумусовий горизонт (Н+Нрк) став однорідним із нарос- танням оструктуреності шару ґрунту 0—50 см. На дрібних коренях спо- стерігалась велика кількість дрібнозернистих водостійких агрегатів ана- логічно перелогу, що підтверджувало високу фізіологічну активність кореневих систем сільськогосподарських культур і мікроорганізмів. За мінімального обробітку завдяки помірно розвиненій за- гальній біомасі сільськогосподарських культур кількість літніх атмо- сферних опадів, що потрапляють на поверхню ґрунту, більша, ніж за оранки, а глибина промокання гумусного горизонту досягає 15—25 см. Кращий агрофізичний стан, наявність на поверхні ґрунту шару мульчі й довершеніша будова шару ґрунту 0—30 см сприяють тому, що в най- посушливіший період року (липень—серпень) зволоженість ґрунту не опускається нижче вологості в’янення, що подовжує період біологічної активності рослин на 20—25 діб порівняно з варіантом сис- тематичної оранки. 218 А.В. ДЕМИДЕНКО Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45. № 3 Ця обставина сприяє посиленню біогенності ґрунту, інтенсивність виділення СО2 поверхнею чорнозему зростає в 1,15—1,25 раза порівня- но з систематичною оранкою, що стабілізує вміст вуглекислого газу і турбулентність мас повітря в період найбільшої зімкненості стеблостою в посівах, а загалом — перманентність умов культурного ґрунтоутворен- ня в агроценозі. Оптимальний фотосинтетичний апарат формується протягом 1,5— 2 міс від появи сходів рослин, причому він має забезпечувати органічни- ми речовинами й енергією не тільки ріст біомаси та нефотосинтетичних органів рослини, а й власний ріст. Крім цього, фотосинтез має забезпе- чити гармонійний ріст рослин загалом, компенсувати затрати матеріалів та енергії на дихання. Надмірне розростання листкового апарату в посіві призводить до зниження запасу вільних метаболітів, унаслідок чого зменшується частка репродуктивних і запасаючих органів у загальній біомасі культур сівозміни [6]. На агротехнічних фонах високої забезпеченості вступають у про- тиріччя відношення показників кількості та якості врожаю. Саме це ми спостерігаємо в умовах систематичної оранки на чорноземах Лісостепу України. Систематичним застосуванням ґрунтозахисних технологій в аг- роценозі виправляють ці «перекоси» в розвитку рослин. Сільськогосподарські культури мають важливу властивість, завдя- ки якій відіграють роль біогеохімічного чинника в агроценозі. Її суть зводиться до здатності формувати складну продукувальну фотосинтетич- ну систему, пристосовану до повнішого використання потоків енергії і субстратів живлення на великих площах агроландшафтів. В умовах ґрун- тозахисного землеробства, яке базується на мінімальному обробітку, ця детермінувальна роль сільськогосподарських рослин посилюється — во- ни стають активними ґрунтоутворювачами в агроценозах. Організми сільськогосподарських культур в агроценозі — це відкриті системи, що саморозвиваються й авторегулюються, а тому здатні долати сили, які ведуть до зростання ентропії, створюють високо- врегульовані, динамічно стійкі комплекси різної ієрархії. Ми розуміємо принципи вирішення природою інформаційних проблем на прикладі збереження й передачі інформації про будову і спрямованість розвитку живого, зокрема рослинного організму, однак природа не менш довер- шено здатна вирішувати інформаційні завдання стосовно прояву при- родного й культурного ґрунтоутворення в еко- та агроекосистемах. Своєю високою інформативністю і кодованістю культурні рослини визначають напрям розвитку ґрунтового середовища в агроценозі. Якщо генетична інформативність розвитку культурних рослин резонує з інформативністю розвитку ґрунтового середовища, то відбуваються про- цеси ґрунтоутворення або розширеного відтворення родючості в агроце- нозі. Коли ж процес інформативного розвитку ґрунту нав’язується сис- темою землеробства, яка, в свою чергу, призводить до руйнування механізму саморегуляції в ґрунті, то ми стикаємось зі зниженням ґрун- товідновної здатності культурних рослин, а спрямованість розвитку ґрунту задається енергетичними затратами при застосуванні системи об- робітку, системами удобрення та меліорацій. Основне завдання земле- робства — створити умови для прояву автокореляції між інформа- тивністю розвитку культурних рослин і ґрунтового середовища, тобто сільськогосподарські рослини кодованістю свого розвитку мають визна- чати розвиток ґрунту в агроценозі. 219 ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45. № 3 1. Базырина Е.Н. К методике водных культур. Роль аэрации в жизнедеятельности кор- ней // Тр. Ленингр. о-ва естествознания. — 1950. — 70, № 3. — С. 10—12. 2. Бихеле З.Н., Бихеле Р.К., Росс Ю.К. Расчет влияния биофизических параметров расте- ния на его транспирацию и продуктивность // Параметры модели плодородия почв и продуктивности агроценозов. — Пущино, 1985. — С. 57—64. 3. Бихеле З.Н., Молдау Х.А., Росс Ю.К. Математическое моделирование транспирации и фотосинтеза растений. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 256 с. 4. Вернадский В.И. К вопросу о химическом составе почв // Избр. соч. Т. V. — М.: Изд- во АН СССР, 1960. — С. 303—310. 5. Головко Э.А., Беляновская Т.М., Воробей И.И. Аллелопатия культурных растений в ас- пекте проблем агрофитоценологии // Физиология и биохимия культ. растений. — 1999. — 31, № 2. — С. 103—104. 6. Гродзинский Д.М. Надежность растительных систем. — Киев: Наук. думка, 1983. — 300 с. 7. Демиденко О.В. Грунтовідновна активність сільськогосподарських культур // Агроекол. журн. — 2005. — № 2. — С. 37—44. 8. Демиденко О.В. Ґрунтоутворення в агроценозах при мінімальному обробітку чорно- земів // Посіб. укр. хлібороба. — Харків: Iн-т рослинництва ім. В.Я. Юр’єва, 2010. — С. 108—113. 9. Демиденко О.В. Спосіб вторинного окарбоначування грунтів в агроценозах // Патент № 82807. Пріоритет від 12.05.2008. 10. Жулин И.Б., Игнатов В.В. Хемотаксис Azospirillum brasilense по отношению к аминокис- лотам // Микробиология. — 1986. — 55, № 2. — С. 340—342. 11. Кириченко Е.В. Взаимоотношения бобовых растений и клубеньковых бактерий на уровне доконтактных взаимодействий при формировании азотфиксирующих систем // Физиология и биохимия культ. растений. — 2002. — 34, № 2. — С. 95—101. 12. Коссович П.С. Основы учения о почве. Ч. 2. Вып. 1. — СПб. : Типография Альтшулера, 1911. — 264 с. 13. Кулаковская Т.П. Агрохимические основы получения высоких урожаев сельскохозяйст- венных культур // Агрохимия. — 1976. — № 3. — С. 29—35. 14. Мусиенко Н.Н., Тернавский А.И. Функции корневой системы // Корневое питание рас- тений. — Киев: Вища шк., 1983. — С. 33—37. 15. Ничипорович А.А. Фотосинтез, почва и единая система питания и продуктивности рас- тений // Параметры модели плодородия почв и продуктивности агроценозов. — Пущи- но, 1985. — С. 5—27. 16. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. О генезисе гумусового профиля чернозема // Поч- воведение. — 1974. — № 7. — С. 30—35. 17. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. О растворимости в воде препаратов гуминовых кис- лот, выделенных из профилей чернозема, серой и бурой лесной почвы // Там же. — 1975. — № 9. — С. 14—25. 18. Тейт Р. Органическое вещество почвы: биологические и экологические аспекты/Пер. с англ. — М.: Мир, 1991. — 400 с. 19. Шикула М.К., Демиденко О.В. Дискретність зміни рівня родючості чорнозему під впли- вом грунтозахисних технологій біологічного землеробства // Грунтозахисна біологічна система землеробства в Україні. — К.: Оранта, 2000. — С. 245—259. 20. Шикула М.К., Демиденко О.В. Основні принципи багатопараметричної самоорганізації та дискретність зміни родючості в агроценозі при грунтозахисному землеробстві // Відтворення родючості грунтів у грунтозахисному землеробстві. — К.: Оранта, 1998. — С. 300—385. 21. Шикула М.К., Демиденко О.В. Саморегуляція родючості чорнозему в умовах грунтоза- хисного обробітку // Вісн. аграрної науки. — 2001. — № 6. — С. 5—11. 22. Шикула М.К., Демиденко О.В. Саморегуляція родючості чорнозему за грунтозахисного землеробства // Агрохімія і грунтознавство. — 2001. — № 61. — С. 58—65. 23. Шикула М.К., Макарчук О.Л. Принципи біохімічної самоорганізації та саморегуляції грунтової родючості в біологічному землеробстві // Грунтозахисна біологічна система землеробства в Україні. — К.: Оранта, 2000. — С. 227—243. 24. Шилова Е.И. Идеи П.С. Коссовича о почвенных растворах и динамической сущности почвообразования // Почвоведение. — 1988. — № 6. — С. 93—103. Отримано 17.12.2012 220 А.В. ДЕМИДЕНКО Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45. № 3 ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМОВ В АГРОЦЕНОЗАХ А.В. Демиденко Черкасская государственная опытная сельскохозяйственная станция «Национального научного центра “Институт земледелия” Национальной академии аграрных наук Украи- ны», Черкасская обл., Смелянский р-н, с. Холоднянское На основании анализа литературных источников и собственных исследований (более 30 лет) доказано, что при минимальной обработке черноземов обеспечивается сопряженность между физиологическими ритмами жизнедеятельности сельскохозяйственных культур, ритмами разложения и синтеза гумуса, фиксацией углекислого газа гетеротрофной сапро- фитной микрофлорой и карбонатообразованием, что активирует природные процессы поч- вообразования в агроценозах. PHYSIOLOGICAL ACTIVITY OF CROPS AND RECREATION OF FERTILITY OF BLACK EARTHS IN AGROCENOCES A.V. Demydenko Cherkassy State Agricultural Scientific Research Station of «NRC “Institute of Agriculture”, National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine» 13 Dokuchaeva St., Kholodnyanske, Cherkasy Reg., 20730, Ukraine It was revealed on the basis of literary sources analysis and own researches (over 30 years), that in the conditions of minimum till, conjugation is provided between the physiological rhythms of vital functions of crops, the rhythms of decay and the synthesis of humus, fixing of carbon dio- xide by a heterotrophic saprophyte microorganisms and carbonate formation, that proceeds agro- cenoses soil formation. Key words: soil formation, physiology activity of root, agrocenoses. 221 ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45. № 3

Фізіологічна активність сільськогосподарських культур та відтворення родючості чорноземів в агроценозах

Institution

Ähnliche Einträge