В МГУ узнали причину снижения плодородия чернозема при внесении хлорида калия

Гипотезу о снижении микробиологической активности типичного чернозема под действием хлоридов в случае присутствия в почве азотно-фосфорных удобрений подтвердили специалисты факультета почвоведения МГУ, 3 марта сообщает пресс-служба университета.

Проведенное учеными исследование доказало, что длительное компостирование (разрушение органики микроорганизмами почвы) образцов чернозема под действием хлорида калия (KCl) вызвало снижение численности и биомассы прокариотного комплекса почвы.

Ими были определены как устойчивые, так и чувствительные к повышенному содержанию хлоридов и нитратов обитающие в почве микроорганизмы. Исследователи также показали, что выявленное ранее уменьшение доступности питательных элементов для растений при внесении хлорида калия объясняется подавлением микробиологической активности чернозема.

Результаты проделанных исследований ученые опубликовали в журнале «Почвоведение».

Для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур и пополнения запасов питательных веществ в почве используются удобрения, которые восполняют дефицит калия, азота и фосфора.

Проведенные ранее исследования, однако, показали, что совместное применение на черноземных почвах таких удобрений, как хлористый калий и азотно-фосфорные удобрения, приводят в некоторых случаях к уменьшению биомассы растений из-за снижения доступности основных питательных элементов, которая обеспечивается микробными сообществами, особыми для каждого типа почв.

Один из авторов исследования, ассистент кафедры агрохимии и биохимии растений факультета почвоведения МГУ Кирилл Павлов рассказал:

«Нами было выдвинуто предположение, что наблюдаемый токсический эффект связан с падением уровня минерального питания растений из-за влияния хлорида калия на функционирование микробного комплекса чернозема. Предварительные данные, полученные в лабораторных условиях методом инициации микробной сукцессии (смены одного микробного сообщества другим), подтверждали эту гипотезу».

Когда ученые добавили в чернозем хлорид калия, выделение почвой углекислого газа уменьшилось в два раза. После нескольких промываний почвы токсический эффект сокращался, вероятно из-за образования в почве легкорастворимых солей. Однако его устойчивость могла означать наличие существенных изменений в микробном комплексе почвы, что потребовало изучения этого эффекта.

Учеными были проведены лабораторные эксперименты по оценке микробиологической активности почвы, определена численность и структура прокариотного комплекса, которое показало, что совместное внесение хлорида калия и азотно-фосфорных удобрений снижает активность почвенного микробного сообщества.

Как пояснила аспирантка кафедры биологии почв факультета почвоведения МГУ Анастасия Власова, «это выражается в значимом сокращении дыхания (эмиссии углекислого газа) и нитратного дыхания (эмиссии N₂O) в почвенных образцах чернозема. Уменьшение интенсивности дыхания было устойчивым в течение двух лет после внесения удобрений».

Кроме того, исследователи установили, что такой негативный эффект хлорида калия на микробиологические свойства плодородного чернозема проявляется в случае, если в почве отсутствует засоление по существующим общепринятым градациям.

Длительное компостирование под действием хлорида калия вызвало снижение численности и биомассы метаболически активного прокариотного комплекса. При этом, кроме диоксида углерода (CO₂), под действием хлорида калия в образцах типичного чернозема произошло снижение численности и биомассы метаболически активного прокариотного комплекса.

Проведенное исследование и полученные в результате данные могут быть использованы для оптимизации технологии внесения удобрений на типичные черноземные почвы, которые сформировались в условиях непромывного водного режима и для которых поэтому существует риск засоления.