Біологічна деградація чорноземів при зрошенні

13. Забруднення зрошуваного чорнозему звичайного дозами свинцю й кадмію, що у 50 разів перевищують фоновий вміст їх рухомих форм, на чисельність мікроорганізмів певним чином не вплинуло, проте спричинило структурно-функціональні зміни мікробних ценозів, що виявилися в підвищенні показника оліготрофності й показника мінералізації, який через три роки після внесення полютантів зріс щодо незабруднених варіантів в 1,4 - 2 рази. Негативний вплив свинцю й кадмію на функціонування мікробного ценозу виявився також у пригніченні ферментативної активності ґрунту. Зниження дегідрогеназної активності спостерігалося протягом двох років після забруднення, а інвертазної і через три роки. З агромеліоративних заходів, що вивчалися, найбільш ефективним виявилася післядія гною. Даний захід знижував рівень забруднення ґрунту рухомими формами ВМ, підвищував ферментативну активність. Забруднення знижувало ефективність післядії гною.

14. Розроблено, апробовано й запропоновано систему біологічних показників для оцінки змін біологічних властивостей чорноземів при зрошувальних меліораціях. На підставі власних і літературних даних визначено критерії вибору біологічних показників, показано відповідність їм показників, використаних у даній роботі. Показано тісноту кореляційних зв'язків мікробіологічних показників із продуктивністю ґрунтів, їхніми хімічними й фізико-хімічними властивостями.

Пропозиції виробництву

Рекомендується включити в систему показників еколого-меліоративного моніторингу зрошуваних ґрунтів, а також використовувати в еколого-агромеліоративному обстеженні зрошуваних ґрунтів і прилеглих до них богарних ґрунтів такі біологічні показники:

· чисельність мікроорганізмів основних еколого-трофічних груп;

· показники оліготрофності й мінералізації;

· сумарний біологічний показник і показник біологічної деградації;

· активність ґрунтових ферментів (дегідрогенази, інвертази, поліфенолоксидази);

· целюлозоруйнівну здатність ґрунту;

· фітотоксичну активність ґрунту.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Миронова Л.М. Микробиологические процессы и гумификация органических веществ при орошении чернозёма типичного / Л.М. Миронова, О.Е. Найдёнова // Агрохімія і ґрунтознавство. -1996. - Вип. 58. - С. 83 - 90 (отримання експериментальних даних, їх узагальнення, висновки, підготовка до друку).

2. Найдьонова О.Є. Зміни стану мікробного ценозу тривало зрошуваного чорнозему звичайного, виведеного зі зрошення / О.Є. Найдьонова // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2004. - Вип. 65. - С. 132 - 137.

3. Самохвалова В.Л. Аналіз стану забруднених важкими металами ґрунтів за окремими біохімічними показниками / В.Л. Самохвалова, А.І. Фатєєв, О.Є. Найдьонова // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія біологія. - 2008. - Вип. 22. - С. 143 - 151 (отримання експериментальних даних, їх узагальнення, підготовка до друку).

4. Фатєєв А.І. Аналіз стану забрудненого важкими металами ґрунту за використання біологічних показників / А.І. Фатєєв, В.Л. Самохвалова, О.Є. Найдьонова // Вісник ХНУ ім. В.Н. Каразіна. Серія біологія. - 2006. - Т. 729, вип. № 3. - С. 158 - 167 (отримання експериментальних даних, їх узагальнення, підготовка до друку).

5. Балюк С.А. Стан та перспективи зрошення земель Дунай-Дністровської зрошувальної системи / С.А. Балюк, В.Я. Ладних, О.Є. Найдьонова // Водне господарство України. - 1997. - № 4. - С. 26 - 29 (отримання експериментальних даних).

6. Найдёнова О.Е. Показатели деградации чернозёма типичного при длительном орошении / О.Е. Найдёнова // Вісник ХДАУ. Серія «Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство». - 1999. - № 1. - С. 92 - 95.

7. Найдёнова О.Е. Изменение структуры микробоценозов орошаемых чернозёмов в зависимости от качества оросительных вод, длительности и режимов орошения / О.Е. Найдёнова // Вісник ХДАУ. Серія «Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство». - 2000. - № 1. - С. 68 - 77.

8. Христенко С.И. Особенности накопления азота в чернозёме оподзоленном в зависимости от уровня влажности, температуры и степени удобренности почвы / С.И. Христенко, С.Ф. Шатохина, О.Е. Найдёнова // Агрохимия. - 2001. - № 11. - С. 10 - 14 (отримання експериментальних даних, їх статистична обробка).

9. Христенко С.І. Вплив меліоративних заходів на параметри хімічних та біологічних показників ірігаційно осолонцьованого й забрудненого важкими металами чорнозему звичайного / С.І. Христенко, В.Я. Ладних, Л.І. Мошник, О.Є. Найдьонова // Вісник ХНАУ ім. В.В. Докучаєва. Серія «Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство». - 2004. - № 6. - С. 126 - 131 (отримання експериментальних даних, їх статистична обробка, підготовка до друку).

10. Христенко С.І. Параметри мікробіологічних показників зрошуваних ґрунтів / С.І. Христенко, О.Є. Найдьонова // Зрошувані землі Дунай-Дністровської зрошувальної системи: еволюція, екологія, моніторинг, охорона, родючість; за ред. С.А. Балюка. - Харків: ПФ «Антіква», 2001. - С. 65 - 70 (отримання експериментальних даних, їх узагальнення, підготовка до друку).

11. Балюк С.А. Вплив зрошення на стан і функціонування мікробних ценозів ґрунтів / С.А. Балюк, О.Є. Найдьонова // Наукові основи охорони і раціонального використання зрошуваних земель України; за ред. В.А. Сташука, С.А. Балюка, М.І. Ромащенка. - К.: Аграрна наука, 2009. - С. 165 - 187 (аналіз літературних джерел, отримання експериментальних даних, їх інтерпретація, узагальнення, висновки, підготовка до друку).

12. Миронова Л.М. О показателях гумификации органических веществ при орошении чернозёма типичного / Л.М. Миронова, С.А. Балюк, О.Е. Найдёнова // Тези доповідей IV з'їзду ґрунтознавців і агрохіміків України, серпень 1994 р. - Харків, 1994. - С. 83 (отримання експериментальних даних, їх узагальнення).

13. Михновская А.Д. Биологическая деградация почвы и некоторые показатели её диагностики / А.Д. Михновская, О.Е. Найдёнова // Почвы, их эволюция, охрана и повышение производительной способности в современных социально-экономических условиях: материалы I съезда Белорусского общества почвоведов (Минск - Гомель, 1995). - Гомель, 1995. - С. 214 - 215 (обґрунтування доцільності використання мікробіологічних показників).

14. Найдьонова О.Є. Вплив зрошення на структуру мікробного ценозу ґрунту в умовах довгострокової овочевої сівозміни / О.Є. Найдьонова, С.Ф. Шатохіна // Проблеми ефективного використання водних ресурсів та меліорації земель: збірник тез науково-практичної конференції (Київ, 25 - 27 вересня 1996). - К., 1996. - С. 61 - 62 (отримання експериментальних даних, їх узагальнення).

15. Найдёнова О.Е. Деградационные изменения микробоценозов чернозёмных почв при длительном орошении / О.Е. Найдёнова // Біоетика на порозі III тисячоліття: тези доповідей міжнародного симпозіуму (Україна, ХНУ, 4 - 7 жовтня 2000 р.). - Харків, 2000. - С. 176 - 177.

16. Христенко С.І. Перспективи використання біологічних показників для моніторингу агроекологічного стану ґрунтів / С.І. Христенко, С.Ф. Шатохіна, О.Є. Найдьонова // Стан земельних ресурсів України: проблеми та шляхи вирішення: збірник доповідей Всеукраїнської науково-практичної конференції (Харків, 29 - 30 вересня 2001 р.). - К.: Центр екологічної освіти та інформації, 2001. - С. 132 - 133 (обґрунтування доцільності використання мікробіологічних показників).

17. Найдьонова О.Є. Оцінка агроекологічного стану зрошуваного мінералізованою водою чорнозему звичайного за біологічними показниками / О.Є. Найдьонова // Агрохімія і ґрунтознавство.- 2006. - Спец. вип. до VII з'їзду УТГА (липень 2006 р., м. Київ). - Книга друга. - С. 283 - 285.

18. Balyuk S.A. Structural and functional changes of microbial cenosis of irrigated chernozem ordinary, polluted by heavy metals / S.A. Balyuk, O.E. Naydyonova // International Scientific Conference “S.P. Kostychev and contemporary agricultural microbiology” (Yalta, October 8 - 12, 2007): Abstr. - Chernihiv: CSTEI, 2007. - P. 75 (отримання експериментальних даних, їх узагальнення, підготовка до друку).

Анотація

Найдьонова О.Є. Біологічна деградація чорноземів при зрошенні. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.18 - ґрунтознавство. Національний науковий центр «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського», Харків, 2010.

Роботу присвячено дослідженню змін стану мікробних ценозів чорноземів України при зрошенні. Надано оцінку характеру і ступеня трансформації біологічних властивостей у різних агроіригаційних умовах. Показано їхню залежність від якості зрошувальних вод, тривалості та інтенсивності зрошення, структури сівозміни, вихідних властивостей ґрунтів.

Тривале зрошення прісними водами призводить до середнього ступеня біологічної деградації у разі інтенсивного зрошення чорнозему типового в умовах короткоротаційної овочевої сівозміни, в разі помірного зрошення чорнозему звичайного в умовах сівозміни з люцерною біологічні властивості ґрунту залишаються непорушеними. Зрошення мінералізованими водами спричиняє більш глибокі негативні зміни стану мікробних ценозів чорноземів, які не завжди коригуються застосуванням агромеліоративних заходів.

Показано оборотність деградаційних змін біологічних властивостей ґрунту, набутих при зрошенні мінералізованими водами, після припинення зрошення на прикладі чорнозему звичайного.

Ключові слова: зрошення, чорнозем, мікробний ценоз, біологічні показники, біологічна деградація, еколого-трофічні групи мікроорганізмів, ферментативна активність ґрунту.

Аннотация

Найдёнова О.Е. Биологическая деградация чернозёмов при орошении. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.18 - почвоведение. Национальный научный центр «Институт почвоведения и агрохимии имени А.Н. Соколовского», Харьков, 2010.

Работа посвящена изучению изменения состояния микробных ценозов чернозёмов Украины при орошении. Дана оценка характера и степени трансформации биологических свойств в различных агроирригационных условиях. Показана их зависимость от качества оросительных вод, длительности и интенсивности орошения, структуры севооборота, исходных свойств почв.

При орошении пресными водами направленность изменений микрофлоры и микробиологических процессов зависит главным образом от структуры севооборота и интенсивности орошения. Длительное интенсивное орошение пресной водой чернозёма типичного в условиях 4-польного овощного севооборота привело к деградационным изменениям его микробного ценоза - снижению численности микрофлоры, видового разнообразия грибов, целлюлозоразрушающей способности, инвертазной активности, темпов гумификации, усилению минерализационных процессов и токсикозу почвы. Длительное орошение пресными водами чернозёма обыкновенного в умеренном режиме в условиях 7-польного полевого севооборота, включающего люцерну, не вызвало нарушений микробоценоза, параметры биологических показателей не отклонились от уровня неорошаемого аналога.

Орошение минерализованными водами вызывает более глубокие негативные изменения в структуре и функционировании микробных ценозов чернозёмов.

Длительное орошение чернозёма обыкновенного минерализованной водой в интенсивном режиме привело к средней степени биодеградации микробного ценоза, коренной его перестройке - угнетению микрофлоры, снижению численности её основных групп на 30 - 40 %, усилению её минерализационной функции. Агромелиоративные приёмы позволяют регулировать процессы почвенной биодинамики, частично или полностью устранять явления биологической деградации.

Показана обратимость деградационных изменений биологических свойств чернозёма обыкновенного, орошаемого минерализованной водой - после прекращения орошения численность микробного ценоза восстанавливается через 6 лет, однако его функциональное состояние и через 7 лет не достигает уровня неорошаемой почвы - трофический режим остается худшим, а напряжённость минерализационных процессов более интенсивной.

Степень биологической деградации чернозёма обыкновенного, орошаемого минерализованной водой возрастала с увеличением срока орошения и со снижением качества оросительной воды. Орошение сроком 15 лет поля в овоще-кормовом севообороте привело к снижению численности основных групп микрофлоры на 16 - 37 %. 30-летнее орошение поля в овощном севообороте водой худшего качества по экологическим критериям, вызвало более глубокие изменения микрофлоры - снижение численности составило 17 - 56 %, почва приобрела фитотоксические свойства.

Загрязнение орошаемого чернозёма обыкновенного тяжёлыми металлами вызывает структурную перестройку его микробного ценоза и функциональные нарушения, проявляющиеся в снижении его ферментативной активности.

Для адекватной оценки состояния орошаемых чернозёмов предложена система биологических показателей, позволяющая определить степень изменений биологических свойств чернозёмов при оросительных мелиорациях.

Ключевые слова: орошение, чернозём, микробный ценоз, биологические показатели, биологическая деградация, эколого-трофические группы микроорганизмов, ферментативная активность почвы.

Summary

Naydyonova O.E. Biological degradation of Chernozems at irrigation. - Manuscript.

Dissertation for the scientific degree of candidate Biolological Science on a speciality 03.00.18 - Soil Science. National Scientific Center “Institute for Soil Science and Agrochemistry Research named after O.N. Sokolovsky”, Kharkiv, 2010.

The work concerns to study of changes in the state of microbial cenosis of chernozems of Ukraine at irrigation. Character and degree of transformation of biological properties in the different agriirrigational conditions is assessed and their dependence from such factors as quality of irrigational water, period and intensivity of irrigation, structure of crop-rotation, initial soil property is shown.

Long-term irrigation by fresh water leads to the average degree biological degradation in case of intensive irrigation of typical chernozem in condition of vegetable short crop-rotation, however, in case of moderate irrigation of ordinary chernozem in condition of crop-rotation included alfalfa soil biological properties are not getting worse. Irrigation by saline water causes more profound negative changes of microbial cenosis of chernozem, which cannot be always corrected using agroameliorative measures.

The work shows using an example of ordinary chernozem that degradation changes of biological characteristics of soil resulted from irrigation by saline water are restored after irrigation is stopped.

Key words: irrigation, chernozem, microbial cenosis, biological indicators, biological degradation, ecology-trophical group of microorganisms, soil fermentative activity.

Размещено на Allbest.ru