920

мыми, поэтому они играют важную роль в питании почв, а также в питании растений. Содержание общего азота, вытесняемого CaCl2, было самым высоким на бо- лотисто-луговой почве (1,46 мг / кг), что в 16 раз выше, чем на гумусовой песчаной почве (0,09 мг / кг). Общее количество азота, вытесняемого CaCl2, составило от 9,21 мг / кг (известняковый чернозем) до 0,80 мг / кг (гумусовая песчаная почва).

Ключевые слова: азот, углерод, содержание, формы, почвы.

УДК: 631.82:631.45:631.41

М.Т. Васбиева ФГБУНПФИЦ УрО РАН, Пермь, Россия e-mail: vasbieva@mail.ru

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА АЗОТНЫЙ И ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ

ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

Аннотация. Рассмотрено влияние длительного применения минеральных удобрений в течение пяти ротаций (1976-2013 гг.) севооборота на содержание валовых и доступных форм азота и фосфора в дерново-подзолистой почве. Рассчитаны запасы различных форм азота и фосфора.

Ключевые слова: минеральные удобрения, плодородие, азотный режим, фосфатный режим.

Применение удобрений влияет на трансформацию, миграцию и аккумуляцию вещества в почве, что приводит к изменению характеристик и параметров е плодородия. Удобрения – это сильнодействующий антропогенный фактор, влияющий на ход естественных почвенных процессов. Важнейшим показателем окультуренности и плодородия почв, обязательным условием высокой продуктивности агроценозов и их устойчивости к неблагоприятным условиям, которые обеспечивают над жность и устойчивость земледелия, является степень обеспеченности почв азотом и фосфором.

Цель исследований - изучить влияние длительного применения минеральных удобрений на азотный и фосфатный режим дерново-подзолистой почвы по профилю.

Методика исследований. Исследования проводили на базе длительного стационарного опыта, заложенного в 1976 году в семипольном полевом севообороте с чередованием культур: чистый или занятый пар – озимая рожь – яровая пшеница с подсевом клевера – клевер 1 г.п. – клевер 2 г.п. – ячмень – овес. Минеральные удобрения (I ротация - N120P120K120, II ротация - N90P90K90, III-V ротации - N60P60K60) вносили под все зерновые культуры севооборота под предпосевную культивацию в виде аммиачной селитры или мочевины, простого или двойного суперфосфата и хлористого калия. Повторность вариантов в опыте трехкратная, расположение делянок систематическое. Общая площадь делянки 47,5 м2.

Почва опытного участка дерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая. Агрохимическая характеристика почвы на момент закладки опыта: Сорг – 1,28%,

170

рНKCl– 4,8, гидролитическая кислотность – 3,7 и сумма обменных оснований – 18,1 смоль(экв)/кг, подвижный P2O5 и K2O (по Кирсанову) – 154 и 170 мг/кг. Почвообразующая порода – желто-бурая некарбонатная покровная глина. Характерной особенностью почвы, сформированной на богатых в минералогическом отношении пермских глинах, является высокое содержание обменных форм кальция и магния, которое увеличивается с глубиной, как и сумма поглощенных оснований.

Содержание общего азота определяли по методу Кьельдаля, легкогидролизуемого по Тюрину и Кононовой, аммиачный и нитратный азот по методу ЦИНАО. Минеральный азот рассчитывали пут м суммирования нитратного и аммонийного. Содержание валового фосфора определяли по К.Е. Гинзбург, общее содержание минеральных и органических фосфатов почвы методом прокаливания Сэндерса и Вильямса, подвижные формы фосфора по Кирсанову, степень подвижности фосфатов по Н.П. Карпинскому и В.Б. Замятиной. Лабораторные исследования проводили в воздушно-сухих образцах почвы. Отбор почвенных образцов был провед н в метровом слое почвы (через 20 см).

Результаты исследований. Содержание азота в почве, его запасы, формы и подвижность в существенной степени определяют плодородие почвы. Органическое вещество – основной резерв и источник азотного питания растений. На долю минерального азота почвы (нитраты, нитриты, аммоний) приходится около 1–5% от общего содержания [1, 2]. Поэтому азот в пахотных почвах часто бывает в первом минимуме (по обеспеченности питания растений), так как органические соединение минерализуются медленно. При выращивании сельскохозяйственных культур в агроэкосистемах происходит отчуждении с растительной продукцией азота из почвы, нарушается его круговорот, что делает необходимым восполнение возникающего дефицита этого элемента питания через удобрения.

Содержание общего (валового) азота в пахотном слое контрольного варианта дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы составило 1176 мг/кг (таблица 1).По профилю содержание общего азота с глубиной уменьшалось и достигло 448 мг/кг в слое 80-100 см. Количественное распределение органического углерода и общего азота по профилю ид т почти параллельно (r = 0,98). Запасы общего азота в верхнем горизонте составили 2,9т/га или 29,3% от его запасов в метровом слое почвы (таблица 2). Непосредственным источником питания растений является минеральный азот, ближайшим резервом - легкогидролизуемая фракция. Содержание минерального азота в контрольном варианте (слой 0-20 см) составило 27 мг/кг или 2,3% от общего количества, легкогидролизуемого - 122 мг/кг или 10%. Абсолютное количество минеральной и легкогидролизуемой фракций азота находилось в прямой зависимости от общего содержания элемента и вниз по профилю уменьшалось, на глубине 80-100 см составило 9 и 67 мг/кг. Относительное содержание (% к общему количеству азота) данных фракций азота в подпахотном горизонте (20-40 см) и ниже возросло. В составе минерального азота преобладала аммонийная форма, что характерно для дерново-подзолистых почв Предуралья.

Внесение минеральных удобрений в течение пяти ротаций севооборота способствовало достоверному увеличению общего азота в пахотном слое на 105 (9), в

171

подпахотном на 168 (24) и в слое почвы 80-100 см на 119 мг/кг (27%). В соответствии с заложенным разрезом на данном почвенном участке, на глубине 70-100 см располагается иллювиальный горизонт или горизонт вмывания. Увеличение количества легкогидролизуемого азота отмечено только в слое 0-20 см на 17 мг/кг или 14%, минерального – в слоях 0-20, 60-80 и 80-100 см. Максимальное увеличение минеральной фракции азота отмечено на глубине 80-100 см – в 2,2 раза. При внесении минеральных удобрений по всему профилю наблюдали повышение N-NO3 в 2,2-3,1 раза. Запасы общего азота в метровом слое возросли на 14, минерального на 35%.

Таблица 1.

Влияние длительного применения минеральных удобрений на азотный и фосфатный режимы дерново-подзолистой почвы (2013 г., V ротация)

Одним из важных направлений в современном земледелии является оптимизация и регулирование фосфатного режима почв. Обеспеченность фосфором предопределяет устойчивость урожаев сельскохозяйственных культур в

172

различных почвенно-климатических условиях. Опытным путем установлено, что фосфор существенно смягчает действие экстремальных погодных условий на культурные растения, высокий урожай которых может сформироваться даже в условиях засухи, низких или высоких температур. Фосфорные удобрения способствуют более экономному использованию влаги растениями, положительно оказывая влияние на физиологические процессы. При дефиците фосфора уменьшается не только степень открытия устьиц, но происходит уменьшение их числа на единицу листовой поверхности, снижается поглощение воды корневой системой и затрудняется передвижение ее в растение вследствие нарушения энергетического обмена [4].

Следовательно, обеспеченность растений фосфором повышает их устойчивость к стрессовым ситуациям. Внесение фосфорных удобрений, как и высокая степень окультуренности почвы снижают варьирование урожайности сельскохозяйственных культур при неблагоприятных погодных условиях, стрессовых эдафических условиях, вызванных повышенным содержанием ионов водорода, алюминия, марганца и железа.

Таблица 2.

Влияние длительного применения минеральных удобрений на запасы общего азота и фосфора и их фракций в почве, т/га (2013 г., V ротация)

Результаты, полученные в исследованиях В.Г. Минеева и др. [3] показали, что свежевнесенный фосфор, несмотря на отмеченное рядом авторов слабое перемещение его по профилю почвы, может в определенных условиях обладать значительной подвижностью. Основными факторами, определяющими передвижение фосфора в подпахотный слой, могут быть насыщение фосфатной емкости пахотного слоя почвы, а также перенос фосфора корневыми системами растений и его накопление при их отмирании.

Содержание общего фосфора в контрольном варианте пахотного горизонта (0-20 см) почвы составило 785 мг/кг, минерального - 450 мг/кг или 57% от количества валового. Содержание минеральных фосфатов с глубиной постепенно увеличивалось, что обусловлено их миграцией и составом почвообразующих пород. Количество органического фосфора в верхнем горизонте почвы составило 335 мг/кг или 43% от количества валового. Вниз по профилю содержание органического фосфора резко снижалось, что в первую очередь связано с уменьшением органического углерода в более глубоких слоях почвы. Содержание подвижного фосфора в пахотном слое контрольного варианта к концу V ротации составило 126 мг/кг (соответствует повышенному уровню – 100-150 мг/кг) и увеличивалось вниз по профилю.

Непосредственным источником фосфорного питания растений служат фосфат-ионы, находящиеся в почвенном растворе. Поэтому концентрация фосфора в почвенном растворе (степень подвижности фосфатов) – важный показатель оценки обеспеченности сельскохозяйственных культур данным элементом. В пахотном горизонте на контроле показатель степени подвижности фосфатов

173

составил 0,03 мг/л, что говорит об очень низком содержании легкодоступного фосфора для растений (< 0,04 мг/л). Степень подвижности фосфатов уменьшалась с глубиной.

Внесение минеральных удобрений под все зерновые культуры полевого семипольного севооборота в течение пяти ротаций (всего в почву поступило около 1800 кг фосфора) способствовало существенному увеличению (в слое 0-20 см) общего в 1,5, минерального в 1,9 и подвижного фосфора в 2,6 раза. Степень подвижности фосфатов возросла до 0,45 мг/л, что соответствует высокому уровню обеспеченности растений легкодоступным фосфором. Влияние минеральных удобрений на фосфатный режим почвы наблюдали по всему метровому профилю. Запасы общего и минерального фосфора в пахотном горизонте почвы увеличились на 1,0 и подвижного на 0,5 т/га, в метровом слое на 3,4; 3,2 и 1,7 т/га.

Таким образом, длительное применение минеральных удобрений оказало существенное влияние на азотный и фосфатный режимы дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы.

Литература

1.Завьялова Н.Е. Влияние минеральных удобрений на агрохимические свойства и фракционный состав азота дерново-подзолистой почвы // Плодородие. 2018. №3. С. 2–4.

2.Лыков А.М., Еськов А.Л., Новиков М.П. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья. Москва, 2004. 630 с.

3.Минеев В.Г., Коваленко А.А., Ваулин А.В., Афанасьев Р.А. Влияние фосфорных удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур // Агрохимия. 2009. № 10. С. 3-10.

4.Сычев В.Г., Кирпичников Н.А. Приемы оптимизации фосфатного режима почв в агротехнологиях. М.: ВНИИА, 2009. 176 с.

M.T. Vasbieva

Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Perm, Russia

EFFECT OF LONG-TERM APPLICATION OF MINERAL FERTILIZERS ON THE NITROGEN AND PHOSPHATE STATUS OF SOD-PODZOLIC SOIL

Abstract. The effect of long-term application of mineral fertilizers on the content of bulk and available forms of nitrogen and phosphorus insod-podzolic soil is examined during five rotation cycles (1976-2013) of the crop rotation. Reserves of various forms of nitrogen and phosphorus are calculated.

Keywords: mineral fertilizers, fertility, nitrogen status, phosphate status.

References

1.Zavyalova N.E., Influence of mineral fertilizers on agrochemical properties and fractional composition of nitrogen in sod-podzolic soil// Plodorodie. 2018. No. 3, Р. 2–4.

2.Lykov M., Eskov A.L., Novikov M.P., Organic matter of arable soils of the Nonchernozemie.

Moscow. 2004. 630 р.

3.Mineeev V.G., Kovalenko A.A., Vaulin A.V., Afanasev R.A. Effect of phosphoric fertilizers on agrochemical properties of sod-podzolic soil and yield capacity of agricultural crops // Agrohimia. 2009. No.

10, Р. 3–10.

4.Sychev V.G., Kirpichnikov N.A. Methods for optimizing the phosphate status of soils in agricultural technologies. М.: VNIIA. 2009. 176 p.

174

УДК 631.416.9

В.А. Волкова1,2, Н.А. Воронкова2,3 1ФГБОУ ВО Омский ГАУ им. П.А. Столыпина, Омск, Россия 2ФГБНУ «Омский АНЦ», Омск, Россия 3 ФГБОУ ВО ОмГТУ, Омск, Россия

e-mail: prutkovskaia@mail.ru

ОЦЕНКА НАКОПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ И ЗЕРНЕ ЯЧМЕНЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ

МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И СОЛОМЫ

Аннотация. В результате исследований установлено содержание тяжелых металлов в лугово-черноземной почве и зерне ячменя в зависимости от длительного применения минеральных удобрений и соломы. Рассчитаны коэффициенты биологического накопления и поглощения тяжелых металлов в зависимости от вариантов удобренности.

Ключевые слова: тяжелые металлы, минеральные удобрения, солома, почва, зерно ячменя.

Исследования проводились в стационарном опыте, заложенном в 1986 году на основе пятипольного зернопарового севооборота в южной лесостепной зоне Западной Сибири с чередованием культур: пар–пшеница–соя–пшеница–ячмень. Объекты исследования – лугово-черноземная среднемощная тяжелосуглинистая почва и зерно ячменя. В опыте, заложенном методом расщепленных делянок, изучались два фактора: фактор А - средства химизации: 1) без удобрений 2) N18P42 кг д.в./га севооборотной площади. Солому вносили в количестве, соответствующем урожаю культуры. В опыте высевали районированный сорт Саша. Учет урожайности ячменя проводили в оптимальные сроки. Агротехника возделывания ячменя общепринятая для зоны. Отбор почвенных образцов проводили согласно ГОСТ 17.4.4.02-84 методом почвенного конверта до посева культуры, растительных образцов – во время уборки. Почву анализировали на содержание кислоторастворимых форм ТМ по РД 52.18.191–89, подвижных форм по РД 52.18.289-90. Содержание ТМ в зерне ячменя определяли после сухого озоления (ГОСТ 30692–2000). Конечное определение содержания ТМ в почвенных и растительных образцах проводили методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Рассчитывали коэффициент биологического накопления (КБН), коэффициент биологического поглощения (КБП). При статистической обработке данных использовали расчеты доверительного интервала для средней величины и коэффициента вариации.

Содержание кислоторастворимых форм элементов в почве отражает валовые запасы элемента, в совокупности их доступные и недоступные формы для растений [1]. Анализ почвенных образцов, отобранных с неудобренного варианта показал, что содержание ТМ не превышало значения ориентировочно допустимой концентрации (ОДК) (табл. 1).

При систематическом внесении соломы содержание ТМ в почве фактически не изменялось, что вполне закономерно: концентрация изучаемых элементов

впобочной растениеводческой продукции низкая, менее 0,015%. Установлено, что только для меди и свинца степень рассеивания данных средняя (15-18%), это свидетельствует о том, что при внесении минеральных удобрений наблюдается повышение пула этих элементов в почве. По величине валового содержания элементов

впочве невозможно диагностировать доступность их растениям, для этой цели

175

определяют подвижные формы. В соответствии с градацией Б.А. Ягодина [2] содержание цинка среднее, марганца – высокое, а содержание меди независимо от вариантов опыта очень низкое (менее 0,10 мг/кг почвы). Степень подвижности ТМ в почве низкая, доля подвижных форм от содержания кислоторастворимых форм меди, цинка составила от 0,4 до 4,0% , марганца от 18 до 22%. Низкая лабильность ТМ может быть обусловлена тем, что закреплению соединений-металлов твердыми фазами черноземных почв способствует нейтральная реакция среды, тяжелый гранулометрический состав, высокая емкость катионного обмена и содержание гумуса.

Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в почве (слой 0-20 см) в зависимости от минеральных удобрений и соломы, мг/кг

Примечание: * - содержание кислоторастворимых форм ТМ;** - содержание подвижных форм ТМ; *** - коэффициент вариации кислоторастворимых форм ТМ.

Тяжелые металлы и микроэлементы – понятия достаточно близкие в научной литературе, ведь только знание их концентрации в изучаемом объекте разграничивает эти понятия. В наших исследованиях установлено, что содержание ТМ в зерне ячменя не превышало предельно-допустимой концентрации (ПДК), и длительное внесение минеральных удобрений и соломы в севообороте не повлияло на их содержание в растениеводческой продукции (табл. 2). Этот факт подтверждается расч том коэффициента вариации данных химического состава зерна (V<10%) . Это объясняется тем, что почва имеет биогеохимические барьерные функции, сохраняя с помощью процессов антагонизма и синергизма ионное равновесие при поступлении веществ в растения.

Таблица 2

Содержание ТМ в зерне ячменя в зависимости от минеральных удобрений и соломы, мг/кг возд.-сухого вещества

Примечание: Сd и Pb - не обнаружено; -* - не нормируется СанПиН

По обобщенным данным разных авторов, содержание меди в растениях изменяется в пределах 1,1–40 мг/кг сухой массы [3]. Нами установлено, что концентрация меди в зерне низкая, менее 1 мг/кг, что говорит о недостаточной минеральной полноценности продукции. Концентрация цинка в растениях, по мировым данным составляет 1,2–73 мг/кг [4]. Растения испытывают дефицит цинка при концентрации

176

его в тканях 10–20 мг/кг. В наших исследованиях содержание цинка в зерне ячменя варьировало от 14,08 до 17,47 мг/кг.

Поступление химических элементов в растения – сложный физиологический процесс, зависящий от их биологических особенностей, факторов окружающей среды, химического состава и свойств почвы. Для оценки степени биофильности нами были рассчитаны значения коэффициентов: КБП и КБН тяжелых металлов растениями. Доказано, что растения обладают избирательной способностью к поглощению элементов минерального питания, что подтверждается величиной коэффициента биологического поглощения (табл. 3).

Из представленных в таблице ТМ в наиболее активно поглощаемую группу (КБП>10) входит цинк и менее активно – медь, марганец, никель (КПБ 1-10). Поступление ТМ в растение зависит от их полифункциональности [5]. Однако, коэффициенты поглощения, рассчитанные на валовое содержание элемента в почве, не всегда отражают объективную лабильность его в системе почва-растение. Для более точной оценки связи подвижности ТМ в почве и накоплении их в растениях используют коэффициент накопления. В удобренных вариантах накопление цинка и марганца превысило вариант без внесения удобрений и внесения только соломы в севообороте. Это свидетельствует о том, что оптимизация минерального питания растений способствует повышению коэффициентов их использования из почвы и удобрений.

Таблица 3

Коэффициенты биологического поглощения и накопления ТМ в зависимости от минеральных удобрений и соломы

Примечание: коэффициенты биологического поглощения* и накопления**

Таким образом, исследованиями, проведенными в стационарном опыте, установлено, что при систематическом внесении минеральных удобрений в севообороте отмечается тенденция увеличения содержания в почве валовых форм меди и свинца; значение коэффициента вариации 15-18%. Выявлено, что подвижность ТМ низкая, на долю подвижных форм меди и цинка из валовых приходится от 0,4 до 4%, марганца от 18 до 22%. Содержание подвижных форм меди в пахотном слое почвы очень низкое (менее 0,10 мг/кг), цинка среднее – 2,56-2,70 мг/ кг и марганца – высокое – 64,00-73,19 мг/кг. Длительное использование научно-обос- нованных доз минеральных удобрений в севообороте не привело к аккумуляции ТМ в почве и растительной продукции. Однако почвенная и растительная диагностика ТМ позволяет своевременно решать агроэкологические вопросы в земледелии региона.

Литература

1.Ефимова Л.А., Морозова Т.А., Лицуков С.Д. Экологические аспекты применения удобрений на черноземе типичном юго-западной части центрально-черноземного района // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2017. №1(13). С. 81-89.

2.Агрохимия. Б.А. Ягодин и др. М.: Агропромиздат, 1989. 639 с.

3.Скуковский Б.А. Микроэлементы в кормах и продуктах животноводства Западной Сибири. Новосибирск : Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1978. 101 с.

4.Биогеохимические основы экологического нормирования / В.Н. Башкин [и др.]. М. : Наука, 1993. 304 с.

5.Битюцкий Н.П. Микроэлементы высших растений СПб: Изд-во СПб. ун-та, 2011. 368с.

177

V.A. Volkova 1,2, N.А. Voronkova 2,3

1Omsk State Agrarian University named after P. A. Stolypin, Omsk, Russia 2Omsk Agricultural Research Center, Omsk, Russia

3Omsk State Technical University, Omsk, Russia e-mail: prutkovskaia@mail.ru

ESTIMATION OF HEAVY METALS ACCUMULATION IN SOIL AND BARLEY GRAIN WITH LONG-TERM APPLICATION OF MINERAL FERTILIZERS AND STRAW

Abstract. The content of heavy metals in meadow-chernozem soil and barley grain depending on long-term application of mineral fertilizers and straw is established as a result of research. Coefficients of biological accumulation and absorption of heavy metals depending on fertilization combinations are calculated.

Keywords: heavy metals, mineral fertilizers, straw, soil, barley.

References

1.Efimova L.A., Morozova T.A., Lizunov S.D. Ecological aspects of fertilizers application on chernozem soil, typical for the southwestern part of Central Chernozem Region // Innovations in agriculture: problems and prospects. 2017. №1(13). P. 81-89.

2.Agrochemistry. B.A. Yagodin and others. M.: Agropromizdat, 1989. 639 p.

3.Sukowski B.A. Microelements in feeds and products of animal husbandry in Western Siberia. Novosibirsk : Zap.-Nib. kN. publ., 1978. 101 p.

4.Biogeochemical bases of ecological regulation / V.N. Bashkin [and others]. M. : Science, 1993. 304 p.

5.Bityutsky N.P. Microelements of Embryophytes. St. Petersburg: Publishing House. UN-TA, 2011. 368 p.

УДК 631.465

А.В Горовцов. , В.В. Зинченко, Е.С. Федоренко, П.Д. Погонышев, Т.М. Минкина, С.Н Сушкова., С.С.Манджиева Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДИСТЫХ СОРБЕНТОВ НА УРЕАЗНУЮ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО

КАРБОНАТНОГО НА ФОНЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МЕДЬЮ

Аннотация. В рамках модельного опыта оценивалось влияние загрязнения чернозема медью на уреазную активность почвы. Применялось два углеродистых сорбента: гранулированный активированный уголь и биочар. Показано, что на третий год происходит адаптация микробных сообществ к загрязнению со значительным ростом уреазной активности.

Ключевые слова: уреаза, чернозем, загрязнение, медь, углеродистые сорбенты

Введение. Загрязняющие вещества оказывают влияние на живые организмы и экосистемы при их накоплении в высокой концентрации. Среди поллютантов антропогенного происхождения наибольшее опасение вызывают тяжелые металлы. В противоположность органическим загрязнителям они не способны к биодеградации, и лишь преобразуются в другие формы. Загрязнение почв медью обычно наблюдается в местах производства, обогащения или добычи этого металла [5]. Несмотря на то, что медь является необходимым микроэлементом, при высоком ее содержании токсические эффекты распространяются на всех членов экосистемы. Повышенное содержание Cu в почве нарушает рост и развитие растений. При переходе металла с одного трофического уровня на другой концентрация его может возрастать, вызывая разнообразные негативные эффекты у животных и человека. Исследование накопления и миграции

178

меди, ее влияния на живые организмы и сообщества очень важно для устранения или минимизации ущерба природе и человеку. На данный момент в целях ремедиации используются разные методы связывания подвижных форм металлов. Наибольшую эффективность показывают углеродистые сорбенты, созданные путем пиролиза биомассы различного происхождения. Такими сорбентами являются ГАУгранулированный активированный уголь и биочар. Они способны ограничивать миграцию металлов в почве, а именно связывать их за счет сорбции и переводить в недоступные живым организмам формы.

Вданной работе был реализован модельный эксперимент, в рамках которого оценивалось влияние загрязнения медью на уреазную активность чернозема обыкновенного карбонатного, а также влияние углеродистых сорбентов при внесении их в загрязненную медью почву.

Материалы и методы исследования. В вегетационном модельном опыте изучали изменение уреазной активности почв под действием меди при выращивании ячменя ярового. Для закладки модельного эксперимента отбирали верхний слой почвы (0-20 см). В вариантах опыта с почвой равномерно смешивался биочар/гранулированный уголь в дозировке 5% по массе; водный раствор ацетата меди 300 мг/кг или 2000 мг/кг. После перемешивания почва помещалась в вегетационные сосуды в количестве 2 кг на сосуд, доводилась до 60% полной влагоемкости, которая поддерживалась в период активной вегетации. Повторность опыта трехкратная. Растения убирались в фазу выхода в трубку, после чего отбирались образцы почв для анализа.

Результаты и обсуждение. Установлено, что внесение в почву ацетата меди оказало значительное влияние на активность уреазы в исследуемой почве. При этом как абсолютная величина, так и динамика ферментативной активности по годам резко отличались от контроля (Рис. 1). В контрольном варианте опыта наблюдается постоянное снижение активности уреазы, что связано с истощением запасов легкогидролизуемого азота в почве при культивировании растений без дополнительной подкормки. Уреаза участвует в формировании азотного статуса почв и влияет на их обеспеченность формами азота, доступными для растений [2]. Известно также, что активность данного фермента положительно коррелирует с содержанием минерального аммиачного азота [1].

Впервый год после внесения поллютантов наблюдается достоверное снижение активности уреазы более чем в два раза. На втором году наблюдается адаптация микробного сообщества при концентрации меди 300 мг/кг почвы, что сопровождается резким ростом уреазной активности. При этом, в почве с концентрацией меди 2000 мг/кг активность фермента остается подавленной. В третий год исследования оба загрязненных варианта демонстрируют высокую активность уреазы, многократно превышающую контрольные значения. Причины повышения активности уреазы в вариантах, загрязненных медью, до конца не ясны. Известно, что уреаза прочно связывается с почвенным органоминеральным комплексом и обладает высокой устойчивостью против ингибирующих факторов.

Ингибирующее действие меди на уреазу в черноземе обыкновенном карбонатном, по-видимому, не слишком выражено. Так, в работе Н.В. Громаковой с соавторами [3] медь оказала наименее выраженное воздействие на показатели биологической активности почв в ряду других ТМ. Имеются также данные, что относительно низкие уровни загрязнения почв ТМ (<3 ПДК) оказывали стимулирующее действие на уровень уреазной активности почв. Похожие данные получены и для некоторых других металлов, например, свинца (при 2-5 ПДК) [4].

179