932

Рисунок 1. Динамика численности почвенных грибов в посевах бессменной пшеницы по нулевой и традиционной технологии (2021-2022 гг.)

При видовой идентификации были выявлены грибы Penicillium spp. и Trichoderma spp., которые доминировали, а также Aspergillus spp., Mucor spp. и др.

Технологии возделывания оказали существенное влияние на численный состав почвенных грибов. Так, традиционная технология способствовала активному развитию микромицетов, особенно в фазу всходов и колошения пшеницы в 2021 году, и в фазу созревания в 2022 году, когда происходит накопление органических остатков в почве. Вероятно, применение различных агроприемов, предусмотренных в данной технологии, особенно обработки почвы, способствовали активизации жизнедеятельности микромицетов. Напротив, нулевая технология способствовала снижению численного состава почвенных грибов.

Почвенные макроэлементы также оказали влияние на численный состав грибов, что подтвердилось статистическими данными. На нулевой технологии была выявлена существенная положительная коррелятивная связь между содержанием фосфора в почве и численностью микромицетов (r = 0,70±0,44, dyx= 0,50 или 50% влияния), т.е. увеличение фосфора в почве способствует активизации жизнедеятельности грибов, в результате чего увеличивается биологическая активность почв [2]. Содержание азота и калия не отразилось на численности микромицетов, эта связь была несущественной и составляла менее 10%. Что касается традиционной технологии, то содержание макроэлементов в почве (NPK) фактически не влияло на формирование грибного пула, доля влияния составляла менее 3%.

Выводы. Таким образом, установлено, что традиционная технология способствовала активному развитию микромицетов, особенно в фазу всходов и колошения пшеницы в 2021 году, и в фазу созревания в 2022 году, а нулевая, напротив, снижала численность почвенных грибов.

На численный состав грибов частично оказали влияние макроэлементы, содержащиеся в почве, а именно наличие фосфора. На нулевой технологии была

501

выявлена существенная положительная коррелятивная связь между содержанием фосфора в почве и численностью микромицетов (r = 0,70±0,44, dyx= 0,50 или 50% влияния).

Предложения. Дальнейшее изучение вопросов, связанных с воздействием нулевой и традиционной технологии на распространение почвенных микромицетов в посевах бесменной пшеницы, а также влияния макроэлементов для получения расширенных научных результатов и подтверждения влияния технологий возделывания на численный и видовой состав микромицетов.

Работа выполнена при финансовой поддержке МСХ РК в рамках ПЦФ по проекту «Разработать систему земледелия возделывания сельскохозяйственных культур (зерновых, зернобобовых, масличных и технических культур) с применением элементов технологии возделывания, дифференцированного питания, средств защиты растений и техники для рентабельного производства на основе сравнительного исследования различных технологий возделывания для регионов Казахстана» (№BR10764908).

Литература

1.Белюченко И.С. Микроорганизмы почв и их роль в функционировании аграрных ландшафтов // Наука, технологии и инновации в современном мире. 2016. №1. С. 18-25.

2.Бурканова О. А. Влияние минеральных удобрений на процессы колонизации микроорганизмами прикорневых зон ячменя и фасоли : автореф… дис. кан. биол. наук. М.: 2007. 113 с.

3.Кухар Е. В. Экология микроскопических грибов, патогенов животных и человека // Экологогеографические проблемы развития регионов и городов Республики Казахстан. 2017. С. 119-130.

4.Теппер Е З. Практикум по микробиологии. Москва: Дрофа, 2004. 256 с.

INFLUENCE OF ZERO AND TRADITIONAL TECHNOLOGY ON DISTRIBUTION SOIL MICROMYCETES IN THE CONDITIONS OF NORTHERN KAZAKHSTAN

Vasilyeva V.A., Tkachenko O.V.

Omsk State Agrarian University P.A. Stolypin, Omsk, Russia

LLP "Scientific and production center of grain farming named after. A.I. Baraev, Kazakhstan

Abstract. The influence of zero and traditional cultivation technologies on the spread of micromycetes in the soils of the southern carbonate chernozem was studied. It has been established that the traditional cultivation technology has a significant impact on the number of micromycetes.

Keywords: soil micromycetes, zero and traditional technology, fungi, permanent wheat.

References

1.Belyuchenko I.S. Soil microorganisms and their role in the functioning of agricultural landscapes // Science, technology and innovation in the modern world. 2016. No. 1. Р. 18-25.

2.Burkanova O. A. Influence of mineral fertilizers on the processes of colonization by microorganisms of the root zones of barley and beans: abstract of ... thesis. can. biol. Sciences. M.: 2007. 113 p.

3.Kukhar E. V. Ecology of microscopic fungi, pathogens of animals and humans // Ecological and geographical problems of development of regions and cities of the Republic of Kazakhstan. 2017Р. 119-

4.Tepper E Z. Workshop on microbiology. Moscow: Drofa, 2004. 256 p.

502

УДК 631.4

СОРБЦИЯ БЕНЗ(А)ПИРЕНА ГУМИНОВЫМИ КИСЛОТАМИ ПОЧВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

Т.С. Дудникова, С.Н. Сушкова, Т.М. Минкина, А.И. Барбашев, Е.М. Антоненко, А.В. Иванцов ФГАОУ ВО Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

e-mail: tyto98@yamdex.ru

Аннотация. С использованием метода тушения флуоресценции определены степень снижения сорбции бенз(а)пирена (БаП) (S) и константа связывания поллютанта гуминовой кислотой (ГК) (lgКОС) из почв различных типов. Показано, что ароматичность субстрата – тушителя (ГК), а также его происхождение влияют на связывающую способность почвы по отношению к БаП.

Ключевые слова: гуминовый препарат, загрязнение почв, полиарены, гидроморфные и полугидроморфные почвы.

В настоящее время загрязнение почв является второй по значимости причиной их деградации. [1] К числу широко распространённых поллютантов относятся полициклические ароматические углеводороды, которые образуются в результате пиролиза и разливов топлива 2]. Среди них обязательному контролю во всех природных средах подлежит БаП – канцероген первого класса опасности. Механизмы процессов, обусловливающих накопление и миграцию БаП в почве, до настоящего времени изучены недостаточно [3]. Особенно остро эта проблема касается гидроморфных почв прибрежных территорий, где активно протекают процессы переноса и осаждения потоков веществ природного и антропогенного характера. ГК способны сорбировать молекулы БаП, что способствует стабилизации поллютантов в почвах автоморфных ландшафтов и препятствует их миграции. Однако для прибрежных территорий БаП, ассоциированные с ГК подвержены миграции с природным током воды [4]. В следствие неоднородности почв по количеству и качественным характеристикам ГК, требуется определение связывающей способности с учетом их типовых особенностей. Целью данной работы являлось оценить степень сорбции БаП органическим веществом почв различных типов.

Объект и методы исследования. Объектом исследования являлись автоморфные, гидроморфные и полугидроморфные почвы прибрежной зоны природных и антропогенных ландшафтов Таганрогского залива, включая чернозем обыкновенный, аллювиальную луговую, урбостратозем и солончак корковый (табл.).

Определение количественных характеристик связывающей способности ГК проведено методом тушения флуоресценции на флуориметрическом спектрометре Cary Eclipse (Agilent). Для этой цели измеряли интенсивность флуоресценции раствора флуорофора в отсутствие и в присутствии различных концентраций тушителя при длине волны возбуждения 270 нм. В качестве

503

модельного ПАУ (флуорофор) использован БаП, в качестве тушителя – ГК, выделенные из чернозема обыкновенного, аллювиальной луговой почвы, солончака коркового и урбостратозема. Содержание поллютанта в исходных почвах не превышало ПДК [3]. Для проведения анализа готовили водный раствор БаП в ацетонитриле, соответствующий 200 нг/мл. Перед началом измерений в подготовленный раствор БаП вносили 0,5 мл ГК различных типов почв в диапазоне концентраций от 0,0001-0,05 г/л. Доля сорбции БаП (S) определена согласно формуле: S = 100-(F0/F*100), где F0 - интенсивность флуоресценции БаП, F – интенсивность флуоресценции БаП в присутствии гуминовой кислоты. Константы связывания БаП (К ОС) рассчитаны по формуле: КОС=((1-а)/а)*(1/СГК), при этом величина а вычислена по формуле: а = [БаП]/СБаП, где [БаП] – равновесная концентрация свободнорастворенного БаП, СБаП - общая концентрация БаП в растворе [4].

Результаты. Установлено снижение интенсивности флуоресценции при увеличении концентрации ГК в растворах, что характерно для всех исследуемых типов почв. При увеличении концентрации тушителя эффект усиливается, что характерно для всех исследуемых типов почв (рис. 1).

Рисунок 1. Спектры флуоресценции бенз(а)пирена в присутствие ГК из чернозема обыкновенного (А), аллювиальной луговой почвы (Б), урбостратозема (В) и

504

солончака коркового (Г) при концентрации гуминовой кислоты С1ГК - 0,0001 г/л,

С2ГК – 0,005 г/л и С3ГК – 0,05 г/л

Наблюдается увеличение доли сорбированного БаП (S) с увеличением концентрации ГК до 58% при концентрации тушителя 0,05 г/л (рис. 2).

Рисунок 2. Доля сорбируемого бенз(а)пирена различными концентрациями гуминовых кислот, выделенных из разных типов почв

Препараты ГК из различных почв тушат флуоресценцию БаП, снижая ее интенсивность в последовательности: чернозем обыкновенный > урбастратозем > солончак корковый > аллювиальная луговая. При этом, сродство ГК к БаП несколько выше у чернозема обыкновенного и урбостратозема, что определяется источником происхождения ГВ и степенью ароматичности так как значения lgКОС. Тем не менее различия между почвами по коэффициенту связывания незначительны (рис. 3).

Рисунок 3. Константа сорбции бенз(а)пирена гуминовыми кислотами из различных типов почв

505

Заключение. Таким образом, по мере увеличения концентрации тушителя в растворе наблюдается уменьшения интенсивности флуоресценции БаП, что свидетельствует о сорбции полиарена ГК почв различных типов. При этом наибольшая интенсивность снижения флуоресценции характерна для почв с наибольшим сродством ГК к БаП – чернозему обыкновенному и урбостратозему.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, договор №. 075-15-2022-1122.

Литература

1.Montanarella L., Rusco E. Threats to soil quality in Europe. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 2008. 151 p.

2.Tsibart A.S., Gennadiev A.N. Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils: sources, behavior, and indication significance (a review) // Eurasian Soil Science. 2013. V. 46. №. 7. P. 728–741.

3.ГН 2.1.7.2041-06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве», утвержденно Главным государственным санитарным врачом РФ 19 января 2006 года.

4.Перминова И.В. Анализ, классификация и прогноз свойств гумусовых кислот: дис. … д–ра

хим. наук: 02.00.02 / Перминова Ирина Васильевна. М., 2000. С. 77–80.

SORPTION OF Benz(A)PYRENE BY ORGANIC MATTER IN SOILS OF VARIOUS TYPES

T.S. Dudnikova, S.N. Sushkova, T.M. Minkina, A.I. Barbashev, E.M. Antonenko, A.V. Ivantsov

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education South Federal University, Rostov- on-Don, Russia

Abstract. Using the method of fluorescence quenching, the proportion of the decrease in the sorption of

BaP (S) and the binding constant of the HA pollutant (lgKOS) from soils of various types were determined. It is shown that the aromaticity ofthe substrate - quencher (HA), as well as its origin, affect

the binding capacity of the soil in relation to BaP.

Keywords: humic preparation, soil pollution, polyarenes, hydromorphic and semihydromorphic soils.

References

1.Montanarella L., RuscoE .Threats to soil quality in Europe. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 2008. 151 p.

2.Tsibart A.S., Gennadiev A.N. Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils: sources, behavior, and indication significance (a review) // Eurasian Soil Science. 2013. V. 46. №. 7. P. 728–741.

3.GN 2.1.7.2041-06 Predel'no dopustimyye kontsentratsii (PDK) khimicheskikh veshchestv v pochve», utverzhdenno Glavnym gosudarstvennym sanitarnym vrachom RF 19 yanvarya 2006.

4.Perminova I.V. Analysis, classification and prediction of the properties of humic acids: dis. … Dr. chem. Sciences: 02.00.02 / Perminova Irina Vasilievna. M., 2000. Р. 77–80.

506

УДК 631.4

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МИКРОБНОМЕТАБОЛИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВЫ В УСЛОВИЯХ СВЕРХДЛИТЕЛЬНОЙ АГРОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

А.В. Козлов, И.В. Коржов ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, Россия e-mail: a.kozlov@rgau-msha.ru

Аннотация. В работе изложены результаты проведенных исследований по оценке влияния севооборота, бессменного возделывания сельскохозяйственных культур, а также применения минеральных и органических удобрений на микробиологическую активность дерново-подзолистой почвы в условиях длительного полевого опыта РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Отмечено, что большинство вариантов опыта с чередованием культур в севообороте показали благоприятный метаболический коэффициент (0,32-0,34 усл. ед.). При бессменном возделывании культур функционирование микробного сообщество нарушено (0,51-0,58 усл. ед.). При этом внесение органических удобрений эффективно восполняет данный недостаток, оптимизируя показатель, а применение комплекса минеральных и органических удобрений в целом повышает общий уровень микробиологической активности почвы.

Ключевые слова: эколого-микробиологическое состояние почвы, микробнометаболический коэффициент, минеральное удобрение, органическое удобрение, монокультура, севооборот, сверхдлительная агрогенная нагрузка.

Биологическая активность почвы – интегральный результат совокупности микробиологических процессов, протекающих в почве. Биологическая активность основана на способности живых организмов почвы (в основном микроорганизмов) осуществлять процессы разложения и синтеза веществ. Уровень биологической активности зависит от количественного и качественного состава почвенных организмов (бактерий, актиномицетов, дрожжей, простейших, водорослей и др.) [5]. Чем интенсивнее происходит выделение углекислого газа из почвы, тем активнее происходят в ней биологические процессы и, соответственно тем лучше складываются условия для возделывания культур и становится выше их потенциальная урожайность [3].

Основным интегральным показателем активности биологических процессов и эколого-микробиологического состояния почв является интенсивность продуцирования углекислого газа – почвенное «дыхание». Наличие и интенсивность дыхания у почв является одной из важнейших их экологических функций [2]. Почвенное дыхание характеризует функциональное состояние экосистемы в целом в каждый конкретный момент времени и является параметром ее функционирования. На основе параметров почвенного дыхания определение такого показателя как микробный метаболический коэффициент, в

507

том числе, необходим для определения степени нарушения нормального функционирования внутрипочвенной системы.

Регулирование микробиологической активности почвы, необходимое с целью создания управляемых почвенных режимов, обеспечивающих оптимальные условия для роста и продуктивности сельскохозяйственных культур, как известно, достигается внесением различных удобрений, а также ведением принципа севооборота культур и известкованием почв [4].

В условиях интенсивного использования земель важно учитывать микробиологические изменения, которые происходят в почве, а также необходимо учитывать выделение из почвы углекислого газа. Все эти показатели считаются чувствительными индикаторами, которые наиболее активно реагируют на внешние изменения условий среды обитания. Определение биологической активности почвы и изучение ее физико-химических свойств является важнейшим признаком, по которым можно диагностировать ее эколого-микробиологическое состояние.

Цель настоящего исследования заключалась в определении биологической активности дерново-подзолистой почвы и в оценке устойчивости микробных почвенных сообществ в условиях длительного полевого опыта РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

Объектами исследования служили образцы дерново-подзолистой почвы, отобранные с опытного поля Длительного полевого опыта РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Варианты опыта, на которых отбирались образцы, приведены в таблице 1. Почвенные пробы отбирались согласно ГОСТ Р 58595-2019.

Количество углекислого газа, образующегося в результате деятельности микроорганизмов в почве, определяли методом газовой хроматографии. Расчетным путем и с помощью математической обработки полученных данных определяли следующие показатели: базальное дыхание почвы, субстратиндуцированное дыхание почвы и метаболические коэффициенты.

Для оценки состояния микробного сообщества были определены несколько показателей: базальное дыхание почвы и субстрат-индуцированное дыхание почвы. На основании этих двух показателей был рассчитаны метаболические коэффициенты. Метаболический коэффициент представляет собой удельную скорость метаболизма микроорганизмов, отнесенную к единице биомассы и скорость потребления субстрата культурой.

508

В таблице 2 представлены метаболические коэффициенты почвы, рассчитанные для вариантов опыта с бессменным возделыванием сельскохозяйственных культур. В таблице 3 представлены метаболические коэффициенты почвы, рассчитанные для вариантов опыта с чередованием культур в севообороте.

Известно, что оптимальные значения метаболического коэффициента находятся в пределах 0,2-0,3 усл. ед. [1]. В случае если данный показатель снижается, то почва содержит недостаточное количество доступного органического вещества и микробное сообщество находится в состоянии условного покоя. Если значение показателя стремится к единице, то все микроорганизмы почвы находятся в активном состоянии. Отклонение от оптимума в меньшую сторону говорит о том, что микробное сообщество метаболически подавлено и испытывает острый недостаток в питательном субстрате, а если отклонение в большую сторону, то это свидетельствует о том, что микробный пул функционирует напряженно и относительно неустойчиво.

По данным таблицы 2 следует, что большинство рассчитанных коэффициентов значительно превышали оптимальный показатель 0,2 усл. ед. Так, в зависимости от варианта исследования присутствовали значения, равные 0,51, 0,54 и 0,58 усл. ед. Такие данные могут свидетельствовать об угнетении микробиоты почвы при бессменном землепользовании в виде их чрезмерной

509

активизации в процессах деструкции органического вещества. Можно сказать, что выращивание культур бессменно имеет более высокую степень нарушения функционирования микробного сообщества. При этом, внесение минеральных и органических удобрений эффективно восполняет этот недостаток.

По результатам таблицы 3, которые демонстрируют рассчитанные метаболические коэффициенты для вариантов опыта с чередованием культур в севообороте, видно, что большинство вариантов опыта показали благоприятный метаболический коэффициент почвы. Максимальными значениями являются 0,32, 0,33 и 0,34 усл. ед. Данный уровень показателя является приемлемым и демонстрирует оптимальное функционирование микробного сообщества в условиях севооборота.

Таким образом, проведенные исследования показали благоприятное воздействие севооборота на микробиологическую активность дерновоподзолистой почвы в условиях сверхдлительной агрогенной нагрузки. При оценке влияния монокультуры на биологическую активность почвы было установлено, что выращивание культур бессменным образом имеет более высокую степень дисбаланса в функционировании микробного сообщества. В условиях оптимального значения метаболического коэффициента, равного 0,2 усл. ед., при монокультуре данный показатель достигал 0,6 усл. ед. Здесь нужно отметить, что внесение органических удобрений эффективно восполняет данный недостаток, оптимизируя показатель, а применение комплекса минеральных и органических удобрений в целом повышает общий уровень микробиологической активности почвы.

Литература

1.Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв. М.: Наука, 2003. 223 с.

2.Андреев М.И., Марьина-Черных О.Г. Влияние интенсивных систем земледелия на почвенную биоту // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2017. Т. 3. № 4 (12). С. 11-15.

3.Кутузова Р.С. и др. Использование математического анализа для оценки микробиологического состояния почв агроландшафтного опыта // Агрохимия. 2001. № 1. С. 19-33.

4.Мельникова О.В. Технологии возделывания культур и биологическая активность почвы // Земледелие. 2009. № 1. С. 22-24.

5.Темиров А.А., Облобердиева М.О. Экологическая и систематическая характеристика почвенных водорослей города Чирчик // Academic research in educational sciences. 2022. Т. 3. № 5. С. 339-347.

ECOLOGICAL FEATURES OF MICROBIAL-METABOLIC STATE

OF SOIL IN CONDITIONS OF ULTRA-LONG AGROGENIC LOAD

A.V. Kozlov, I.V. Korzhov

Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Moscow, Russia

Abstract. The paper presents the results of studies conducted to assess the impact of crop ,rotation permanent cultivation of agricultural crops, as well as the use of mineral and organic fertilizers on the microbiological activity of sod-podzolic soil under conditions of longtermfield experience of the Russian State Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev. It is noted that most variants of the experiment with alternating crops in crop rotation showed a favorable metabolic coefficient (0.032.34-

510