Відбір і підготовку зразків ґрунту проводили за загальноприйнятими методами (ГОСТ 28168-89 та ДСТУ 17.4.4.02-84). Дослідження антропогенного впливу за структурними характеристиками мікробоценозу ґрунту проводили за чисельністю мікроорганізмів окремих таксономічних і еколого-трофічних груп, які визначали методом висіву ґрунтової суспензії на відповідні агаризовані поживні середовища: загальну чисельність мікроорганізмів - на пептон-глюкозному агарі з ґрунтовою витяжкою (ПГАГ); бактерій, які використовують органічні форми азоту - на м'ясо-пептонному агарі (МПА); бактерій, які асимілюють мінеральний азот та стрептоміцети - на крохмаль аміачному агарі (КАА); оліготрофні мікроорганізми - на розведеному у 100 разів середовищі Ешбі; педотрофи - на ґрунтовому агарі (ГА); мікроміцети - на середовищі Чапека при рН=5,0, мікроміцети, які синтезують меланіни - за темно-коричневим забарвленням колоній; мікроорганізми, які синтезують екзополісахариди - на середовищі Мартіна у модифікації Іутинської; мікроорганізми, які розкладають гумати - на середовищі з нітритом (НА); целюлозоруйнівні - з целюлозою на середовищі Виноградського у модифікації Пушкінської; нітрифікуючі бактерії - на голодному агарі з амонійно-магнієвою сіллю; Azotobacter сhroocoсcum - визначали методом обростання грудочок ґрунту на середовищі Федорова; загальну мікробну біомасу - за вмістом вуглецю регідратаційним методом (Звягінцев, 1991; ДСТУ ІSО 14240:2003). Спрямованість мікробіологічних процесів у ґрунті визначали, розраховуючи коефіцієнти мінералізації-іммобілізації, педотрофності та оліготрофності (Андріюк, Іутинська, 2001); швидкість мінералізації гумусу (Sм-ї) - за Дьомкіною та Золотарьовою (1997).

Основні функціональні характеристики мікробоценозу визначали за респіраторною активністю ґрунту - абсорбційним методом Штатнова; целюлозоруйнівну активність - за зменшенням маси субстрату (целюлози) модифікованим методом Крістенсена; нітрифікаційну здатність - колориметрично із сульфатом амонію (Кравков, 2004; ДСТУ ІSО 14238:2003); фітотоксичність - за відсотком інгібування схожості насіння тест-культури Raphanus sativum методом Гродзинського у модифікації Мочалова і Шерстобоєва (1995; ДСТУ ІSО 11269:2002). Відносну стійкість мікробоценозу оцінювали за коефіцієнтом флуктуації (Сfluct) біомаси мікроорганізмів (Уіттекер, 1980). Екофізіологічний стан мікробоценозу визначали за мікробним метаболічним коефіцієнтом, базальне дихання - за швидкістю виділення СО2 з незбагаченого субстратом ґрунту, субстрат-стимульоване дихання - з використанням розчину глюкози у концентрації 10 мг/г ґрунту, з перерахунком на вуглець мікробної біомаси (Смік) (Ананьєва, 2002; ДСТУ ІSО 14240-1:2003). Активність біохімічних процесів визначали за ферментативною активністю ґрунту: каталазну - газометрично, з використанням 3 %-ного розчину перекису водню (Козлов, 1989), поліфенолоксидазну, пероксидазна - фотоколориметрично, з використанням 1 %-ного розчину пірогалолу (Галстян, 1978), аскорбатоксидазну - йодатометрично, з використанням 0,2 %-ного розчину аскорбінової кислоти (Іутинська, 2002); протеазну - фотоколориметрично з 1,5 %-ним розчином желатини; інвертазну - фотоколориметрично з 1 %-ним розчину сахарози (Хазієв, 1990).

Загальний вміст гумусу визначали за Тюріним, з перерахунком на вуглець органічних сполук ґрунту; вміст лабільних форм органічної речовини у витяжці 0,1 н NaOH (Булигін, 1999); ступінь гуміфікації - за Гришиною (1978); коефіцієнт гумусонагромадження - за Чундеровою (1970); рН сольовий - потенціометриним методом (ДСТУ ІSО 10390-2001). Оцінку стану ґрунтів агроекосистем проводили за значеннями біологічної активності показника функції бажаності (Максимов, 1977) та шкали бажаності (Федоров, 1975). Статистичну обробку отриманих експериментальних даних проводили методами дисперсійного й кореляційного аналізу, з використанням комп'ютерної програми “Microsoft Ехcel”, визначаючи середнє арифметичне та середнє геометричне значення, середньоквадратичне відхилення та похибку середнього (Доспєхов, 1985).

Оцінка стану ґрунтів агроекосистем за структурними характеристиками мікробоценозу. Результати проведених досліджень показали, що антропогенний вплив зумовлює значні зміни у структурі мікробоценозу. Зокрема, порівняно з ґрунтами перелогів, у середньому на 5-66 % зменшується вміст біомаси мікроорганізмів та в 1,1-1,7 раза її частка від загального органічного вуглецю, що свідчить про зміщення природної рівноваги в ґрунтах агроекосистем у бік зменшення активно метаболічної фракції органічної речовини ґрунту.

Найнижчий вміст біомаси мікроорганізмів відмічено у ґрунтах без добрив, найбільший - із застосуванням органо-мінеральних добрив (табл. 2).

Визначення чисельності мікроорганізмів різних таксономічних та еколого-трофічних груп дало змогу виявити, що антропогенний вплив змінює чисельність мікроорганізмів зимогенного блоку мікробоценозу. А саме: в ґрунтах агроекосистем чорнозему типового та темно-сірого опідзоленого, порівняно з ґрунтами перелогів, зменшується в 1,1-3,6 раза чисельність евтрофних мікроорганізмів, які утилізують органічні сполуки азоту. Разом з тим, у дерново-середньопідзолистому ґрунті, який характеризується низькою природною родючістю (вміст загального гумусу - 1,0 %), тривале застосування органічних та органо-мінеральних добрив підвищує в 1,5-2,0 раза їх чисельність, порівняно з ґрунтом перелогу. Найменшою чисельністю характеризуються ґрунти неудобрених (0,8-4,0 млн. КУО/г ґрунту) та варіантів з використанням мінеральних добрив (1,2-5,5 млн. КУО/г ґрунту), що спричинено низьким вмістом субстрату для цих мікроорганізмів.

Таблиця 2 Вміст загальної біомаси мікроорганізмів у ґрунтах природних екосистем та агроекосистем, мкг С/г ґрунту, середнє за 2004-2006 рр.

Сприятливі умови для розвитку евтрофних мікроорганізмів, які утилізують мінеральні форми азоту в ґрунтах агроекосистем, спостерігаються за внесення мінеральних (1,8-2,2 млн. КУО/г ґрунту) та органо-мінеральних добрив (2,0-3,1 млн. КУО/г ґрунту), у перших також відмічено найбільший коефіцієнт мінералізації-іммобілізації (1,6-2,9), що вказує на активне протікання мінералізаційних процесів у ґрунті.

У ґрунтах агроекосистем за використання мінеральних добрив, як і у ґрунтах перелогів спостерігали найбільшу чисельність міцеліальних форм мікроорганізмів, зокрема, мікроміцетів (34,0-59,0 тис. КУО/г ґрунту) та стрептоміцетів (0,6-0,9 млн. КУО/г ґрунту), останні з яких активно розкладають гумати, використовуючи їх як основне джерело вуглецевого та азотного живлення. Достовірної різниці між чисельністю мікроміцетів і стрептоміцетів з використанням органічних та органо-мінеральних добрив не відмічено.

Проведені дослідження з визначення чисельності мікроорганізмів, які беруть участь у синтезі окремих компонентів гумусу (Зенова, 1977; Іутинська, 1989) і, зокрема, є продуцентами екзополісахаридів (протектори гумусових кислот), а також меланінів (біохімічні попередники гумусових кислот), показали, що сприятливі умови для них спостерігаються у ґрунтах з органічними та органо-мінеральними добривами (як і у ґрунтах природних екосистем), у яких їх чисельність збільшується в 1,6-4,2 раза, порівняно з контролем.

Тривале внесення екзогенних речовин у вигляді мінеральних добрив активізує розвиток автохтонної мікрофлори, що відображається на високому коефіцієнті педотрофності, який характеризує рівень освоєння мікроорганізмами поживних речовин із запасів ґрунту та показнику потенційної швидкості мінералізації гумусу, за значенням якого ці варіанти не поступаються ґрунтам природних екосистем. При застосуванні органічних і, особливо органо-мінеральних добрив, зменшується у півтора раза чисельність оліготрофних мікроорганізмів та відповідно, коефіцієнт оліготрофності - показник забезпечення ґрунту легкозасвоюваними поживними речовинами, порівняно з ґрунтами без внесення добрив.

У ґрунтах агроекосистем активізується розвиток мікроорганізмів автотрофного блоку мікробіоценозу, типовими представниками якого є нітрифікуючі бактерії. Застосування мінеральних добрив збільшує їх чисельність майже вдвічі щодо ґрунтів перелогів.

Індикатором родючості та сприятливих екологічних умов ґрунту є вільноіснуючі азотфіксувальні бактерії роду Azotobacter. Дослідження показали, що відсоток обростання грудочок ґрунту Azotobacter сhroocoсcum у чорноземі типовому та темно-сірому опідзоленому ґрунті зменшується в 1,7-3,0 раза порівняно з ґрунтами перелогів, а у дерново-середньопідзолистому ґрунті за умови застосування мінеральних добрив обростання грудочок ґрунту бактеріями Az. сhroocoсcum становило лише 8 %

Застосування органо-мінеральних і, зокрема, органічних добрив, навпаки, сприяє розвитку бактерій виду Az. сhroocoсcum, порівняно з неудобреними варіантами.

Визначення вмісту загальної біомаси мікроорганізмів у динаміці дало змогу оцінити відносну стійкість мікробоценозів за коефіцієнтом флуктуації. Встановлено, що за антропогенного впливу зменшується відносна стійкість мікробоценозів, про що свідчать підвищені значення коефіцієнтів флуктуації вмісту біомаси мікроорганізмів за відповідні коефіцієнти ґрунтів природних екосистем. Лише застосування органічних (Cfluct=2,7-4,2) та органо-мінеральних добрив (Cfluct=2,5-3,3) сприяє стабілізації мікробних угруповань, коефіцієнти флуктуації яких є близькими до значень ґрунтів природних екосистем

Встановлено, що за дефіциту поживного субстрату у ґрунтах агроекосистем мікробоценози характеризуються більшими, порівняно з продукуванням мікробної біомаси, витратами засвоєного вуглецю на процеси дихання, про що свідчать показники мікробного метаболічного коефіцієнта у контрольних (2,68-3,40 мкг СО2/мг Смік год) та у варіантах із використанням мінеральних добрив (2,84-3,23). Це характеризує вище зазначені варіанти як екологічно несприятливі для протікання процесів нагромадження органічної речовини ґрунту, нівелювання активізації яких потребує додаткового поповнення ґрунту органічними субстратами.

Додаткове внесення органічних добрив, які є джерелом поживного та енергетичного матеріалу для гетеротрофних мікроорганізмів, формує відносно стійкіші мікробоценози, які, як і у ґрунтах перелогів, відзначаються меншими затратами вуглецю у вигляді СО2.

Антропогенний вплив, поряд із зменшенням відносної стійкості мікробних угруповань, сприяє підвищенню рівня фітотоксичності ґрунту. Найбільше інгібування схожості насіння тест-культури (Raphanus sativum) встановлено за використання мінеральних добрив, яке на чорноземі типовому становило 22,7 %; на темно-сірому - 28,8 %; а на дерново-середньопідзолистому - 25,4 %. У цих ґрунтах також виявлено найбільшу чисельність мікроміцетів, між чисельністю яких та рівнем фітотоксичності встановлено прямий сильний кореляційний зв'язок.

Сумісне застосування органічних та мінеральних добрив знижує відсоток інгібування схожості насіння Raphanus sativum в середньому на 7- 19 %, порівняно із застосуванням мінеральних добрив

Оцінка стану ґрунтів агроекосистем за функціональними характеристиками мікробоценозу. Інтегральним показником функціональної характеристики мікробоценозу є респіраторна активність ґрунту, за інтенсивністю якої ґрунти агроекосистем поступаються ґрунтам перелогів в середньому на 7-68 %.

За інтенсивністю виділення діоксиду вуглецю варіанти ґрунтів агроекосистем формували такий ряд: контроль мінеральна органічна органо-мінеральна система удобрення. Між інтенсивністю “дихання” ґрунту, вмістом біомаси мікроорганізмів, загального гумусу та урожайністю культур встановлено сильний прямий ступінь кореляції, що дає можливість використовувати респіраторну активність як діагностичний показник родючості ґрунту (табл. 3).

Хоча, в антропогенно змінених ґрунтах, використання екзогенних речовин, активізує процеси трансформації вуглецю та азоту: целюлозоруйнівну активність та нітрифікаційну здатність, завдяки чому покриваються потреби в мінеральному азоті для рослин.

Ця закономірність особливо проявляється за сумісного застосування органічних і мінеральних добрив, де інтенсивність розкладу біополімеру целюлози та процесів нітратонагромадження, незалежно від типу ґрунту, в середньому за три роки досліджень, була в 1,8 та 1,9 раза відповідно, більшою ніж у ґрунтах перелогів.

Антропогенне навантаження по-різному впливає на перебіг біохімічних процесів, що характеризує ферментативна активність ґрунту. У ґрунтах агроекосистем чорнозему типового та темно-сірого опідзоленого протеазна та інвертазна активність, які відображають процеси гідролітичного розкладу складних вуглецево- та азотовмісних сполук з перетворенням їх у доступні для рослин та мікроорганізмів форми, є нижчими порівняно з ґрунтами перелогів.

Таблиця 3 Активність біологічних процесів у ґрунтах природних екосистем та агроекосистем, середнє за 2004-2006 рр.

Застосування органо-мінеральних і, особливо мінеральних добрив, значно пригнічує інвертазну активність досліджуваних ґрунтів, тому тісного кореляційного зв'язку між нею і загальним вмістом гумусу та урожайністю культур, на відміну від протеазної активності, виявлено не було (табл. 4).

Найвища протеазна активність встановлена у ґрунтах перелогів, а також із використанням органо-мінеральних добрив, де виявлено підвищення активності процесу розкладу білкових сполук на 45-72 %, а у дерново-середньопідзолистому ґрунті аж на 263 %, порівняно з контролями. Тривале внесення мінеральних добрив збільшує вміст мінеральних сполук азоту у ґрунті, що супроводжується зниженням активності протеолітичних ферментів майже до рівня контрольних варіантів.

Висока лабільність каталазної та аскорбатоксидазної активності від абіотичних факторів (рН ґрунтового розчину, екзогенних речовин) не дозволяє використовувати їх як діагностичні показники потенційної та ефективної родючості ґрунту.

Таблиця 4 Ферментативна активність у ґрунтах природних екосистем та агроекосистем, середнє за 2004-2006 рр.

Що стосується фенолоксидазної активності ґрунту, яка пов'язана з багатостадійними процесами розкладу та синтезу органічних сполук ароматичного ряду (зокрема, фенолів, з перетворенням їх у компоненти гумусу - хінони), то сильну пряму кореляцію виявлено лише з поліфенолоксидазною активністю. Коефіцієнт гумусонагромадження, розрахований за співвідношенням поліфенолоксидазної та пероксидазної активності, як і ступінь гуміфікації органічної речовини у ґрунтах агроекосистем, є нижчими порівняно з ґрунтами природних аналогів

Проте у дерново-cередньопідзолистому ґрунті за тривалого застосування органічних та органо-мінеральних добрив процеси синтезу сполук гумусу протікають значно інтенсивніше, що узгоджується із вмістом загального гумусу. Коефіцієнт гумусонагромадження у них є на 19-24 % більшим порівняно з коефіцієнтом ґрунту перелогу.

Зв'язок показників біологічної активності з природною, потенційною, ефективною родючістю ґрунтів та оцінка стану ґрунтів агроекосистем. Антропогенне навантаження, призводить до посилення мінералізаційної функції мікробного ценозу, відображається на активізації процесів дегуміфікації, зокрема на формуванні більш рухомого гумусу, про що свідчить збільшення у його складі лабільної форми органічних сполук. За тривалого окультурення чорнозему типового (понад 75 років) вміст загального гумусу зменшився порівняно з вихідними даними - на 0,13-0,33 %, темно-сірого опідзоленого (понад 40 років використання) на - 0,28-0,67 %, дерново-cередньопідзолистого ґрунту (понад 25 років використання) на - 0,12-0,22 %. Проте внесення органічних та органо-мінеральних добрив на чорноземі типовому та дерново-середньопідзолистому ґрунті, забезпечило стабільність гумусного режиму з тенденцією до розширеного відтворення його запасів: збільшенням вмісту гумусу на 0,10-0,17 % і 0,05-0,11 %, відповідно.

Тривале застосування органо-мінеральних добрив забезпечило одержання найвищих приростів урожаю, за яких урожайність коренеплодів буряків цукрових на чорноземі типовому

в середньому за три роки досліджень становила 58,6, а на темно-сірому опідзоленому - 52,9 т/га; збір бульб картоплі на дерново-середньопідзолистому ґрунті складав - 20,8 т/га.

Порівняльне вивчення ґрунтів природних екосистем з антропогенно трансформованими (на прикладі агроекосистем) за широким спектром показників біологічної активності, дало

можливість виділити найбільш чутливі та інформативні з них, які є доступними й швидкими у методичному визначенні, і мають прямий сильний кореляційний зв'язок із вмістом загального гумусу та врожайністю культур. До цих показників відносяться вміст загальної біомаси мікроорганізмів, респіраторна, протеазна та поліфенолоксидазна активність ґрунту, коефіцієнт гумусонагромадження

До переліку допоміжних відносяться теж чутливі та репрезентативні показники, хоча не всі з них мають прямий сильний кореляційний зв'язок із потенційною та ефективною родючістю ґрунту. Це нітрифікаційна здатність, целюлозоруйнівна активність, вміст бактерій виду Azotobacter сhroococcum, фітотоксичність, мікробний метаболічний коефіцієнт, коефіцієнт флуктуації вмісту загальної біомаси мікроорганізмів, коефіцієнт мінералізації-іммобілізації, педотрофності, оліготрофності, показник швидкості мінералізації гумусу, визначення яких потребує більших затрат часу.

Оцінку ґрунтів агроекосистем проведено за шкалою бажаності основних біодіагностичних показників, що дозволило визначити ступінь наближення їхнього стану до “ідеалу” (ґрунту природної екосистеми). Встановлено, що ґрунти за вирощування сільськогосподарських культур без використання добрив мають найнижчу оцінку і характеризуються задовільним (чорнозем типовий та темно-сірий опідзолений) та незадовільним (дерново-середньопідзолистий) станом (табл. 5).

Таблиця 5 Оцінка стану ґрунтів за шкалою бажаності

Тривале застосування окремо мінеральних та органічних добрив дещо підвищує їх екологічний бал за біодіагностичними показниками, порівняно з ґрунтами без застосування добрив. Найвищу оцінку серед варіантів агроекосистем, які характеризуються відмінним станом, мають ґрунти із органо-мінеральними добривами, використання яких сприяє найменшій втраті їх ефективної та потенційної родючості, що найбільшою мірою наближує функціонування ґрунтів агроекосистем до їх природних аналогів.

Висновки

У дисертаційній роботі за результатами теоретичних узагальнень та експериментальних порівняльних досліджень ґрунтів природних екосистем з антропогенно трансформованими ґрунтами (на прикладі агроекосистем) проведено оцінку їх стану за структурними та функціональними показниками мікробоценозу.

Встановлено, що у ґрунтах агроекосистем зменшується вміст структурної компоненти мікробоценозу - біомаси мікроорганізмів на 5-66 % та в 1,1-1,7 раза її частка від вмісту загального вуглецю, порівняно з ґрунтами природних екосистем, що свідчить про зміщення природної рівноваги у ґрунтах агроекосистем у бік зменшення активно метаболічної фракції органічної речовини ґрунту.

Застосування мінеральних добрив та вирощування культур без них, на відміну від органічних та органо-мінеральних добрив, найбільшою мірою відображає негативні наслідки антропогенного впливу. У ґрунтах агроекосистем знижується відносна стійкість мікробних угруповань, що супроводжується підвищенням коефіцієнта флуктуації вмісту загальної біомаси мікроорганізмів в 1,3-2,9, мікробного метаболічного коефіцієнта в 1,1-2,5 та рівня фітотоксичності в 1,3-6,4 раза, порівняно з ґрунтами перелогів.

Тривале застосування мінеральних добрив є екологічно несприятливими для органічної речовини ґрунту, про що свідчать високі коефіцієнт мінералізації-іммобілізації (Км-ї=1,6-2,6) і показник швидкості мінералізації гумусу (Sм_ї=2,1-3,8 мг СО2/кг ґрунту за добу). За органічних та органо-мінеральних систем удобрення уповільнюються процеси біологічної деградації гумусу, активізується життєдіяльність мікроорганізмів, які синтезують компоненти сполук гумусу (меланіни та екзополісахариди) і вільноіснуючого азотфіксатора Azotobacter сhroococcum.

За інтенсивністю “дихання” ґрунти агроекосистем поступаються ґрунтам природних екосистем, на відміну від целюлозоруйнівної активності та нітрифікаційної здатності, інтенсивність яких в 1,2-2,4 та в 1,1-1,8 раза відповідно, є вищою від рівня, яким характеризуються ґрунти перелогів.

Для оцінки впливу агротехнологій, серед показників ферментативної активності ґрунту, діагностичними показниками є протеазна та поліфенолоксидазна активність, які перебувають у сильному прямому кореляційному зв'язку із природною, потенційною та ефективною родючістю ґрунту (r=0,89±0,08).

У результаті тривалого окультурення вміст загального гумусу у чорноземі типовому зменшився на 0,13-0,33 %, темно-сірому опідзоленому на 0,28-0,67 %, дерново-середньопідзолистому на 0,12-0,22 %.

Проте, за використання органічних та органо-мінеральних добрив у чорноземі типовому його вміст збільшився - на 0,05-0,2 %, а у дерново-середньопідзолистому на 0,05 та - 0,11 % відповідно, що підтверджується високими коефіцієнтами гумусонагромадження і ступенем гуміфікації органічної речовини ґрунту, значення яких близькі до показників ґрунтів природних екосистем.

Встановлено, що за шкалою бажаності найбільш наближеними до природних екосистем за біодіагностичними показниками є ґрунти із використанням органо-мінеральних добрив, стан яких характеризується як відмінний.

Рекомендації

З метою проведення оцінки та еколого-мікробіологічного моніторингу ґрунтів агроекосистем пропонуємо використовувати шкалу бажаності за основними біодіагностичними показниками (вміст загальної біомаси мікроорганізмів, респіраторна, протеазна та поліфенолоксидазна активність ґрунту, коефіцієнт гумусонагромадження). Для встановлення напряму процесів трансформації органічної речовини ґрунту можна використовувати допоміжні біодіагностичні показники: целюлозоруйнівну активність, нітрифікаційну здатність, коефіцієнт мінералізації-іммобілізації, педотрофності, оліготрофності та показник швидкості мінералізації гумусу; для оцінки відносної стійкості ґрунтового мікробного комплексу - мікробний метаболічний коефіцієнт, коефіцієнт флуктуації біомаси мікроорганізмів, сприятливих екологічних умов ґрунту - вміст бактерій Azotobacter сhroococcum та фітотоксичність ґрунту.

Список опублікованих праць

1. Шустерук Т.З., Дем'янюк О.С. Каталазна активність різних типів ґрунтів природних і агроекосистем України // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: Біологія. - 2005. - Вип. 16. - С. 61-64 (збір експериментальних та літературних даних, написання статті).

2. Шустерук Т.З., Дем'янюк О.С., Волох О.А. Рівень поліфеноксидазної та пероксидазної активності ґрунту природних екосистем та різних агроекосистем України // Науковий вісник Чернівецького університету: Зб. наукових праць. - Вип. 257: Біологія. - Чернівці: Рута, 2005. - С. 232-237 (узагальнення та інтерпретація результатів, формулювання висновків).

3. Шустерук Т.З., Польовий В.М. Вплив різних систем удобрення на біологічну активність темно-сірого опідзоленого ґрунту // Зб. наукових праць Інституту землеробства УААН. - 2005. - Вип. 4. - С. 17-21 (збір експериментальних та літературних даних, написання статті).

4. Шустерук Т.З. Екологічна оцінка біологічного стану ґрунтів різних агроекосистем України // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: Біологія. - 2006. - Вип. 1. - С. 227-230.

5. Шустерук Т.З., Шерстобоєва О.В., Дем'янюк О.С. Оцінка стану ґрунтів за показниками їх біологічної активності при застосуванні різних агротехнологій // Агроекологічний журнал. - 2006. - № 3. - С. 23-28 (збір експериментальних та літературних даних, написання статті).

6. Шустерук Т.З., Коваленко Т.М., Польовий В.М., Потапенко Л.В., Шевченко А.І. Мікробіологічна трансформація органічної речовини ґрунту // Агроекологічний журнал. - 2006. - № 4. - С. 65-69 (збір експериментальних та літературних даних, написання статті).

7. Шерстобоєва О.В., Дем'янюк О.С., Шустерук Т.З. Оцінка впливу агротехнологій на стан ґрунтів агроекосистем за біодіагностичними показниками: Методичні рекомендації / За ред. акад. О.І. Фурдичка. - К.: Логос. - 2007. - 25 с. (збір експериментальних та літературних даних, написання рекомендацій).

8. Demyanyuk O.S., Shusteruk T.Z. The role of microorganisms in biological diagnostic of soil of the different agroecosystems // Тези доповідей до Міжнарод. наук.-практ. конф “Екологічна безпека об'єктів господарської діяльності” (2 - 4 червня 2004 р.). - Миколаїв, 2004. - С. 139-140.

9. Дем'янюк О.С., Пономаренко С.В., Шустерук Т.З. Активність процесу деструкції клітковини у ґрунті при різних агротехнологіях // Тези доповідей Х з'їзду Товариства мікробіологів України (м. Одеса, 15-17 вересня 2004 р.). - Одеса, 2004. - С. 271.

10. Чабанюк Я.В., Дем'янюк О.С., Шустерук Т.З. Тертична О.В. Вплив аграрного виробництва на мікробне різноманіття ґрунту // Мат. ІV Міжнар. наук.-практ. конф. “Наука і соціальні проблеми суспільства: харчування, екологія, демографія” (23-24 травня 2006 р.). - Харків, 2006. - Ч. 2. - С. 220-222.

11. Шустерук Т.З. Рівень органічної речовини та біологічний стан ґрунтів різних агроекосистем України та їх природних аналогів // Мат. Міжнар. наук.-практ. конф. “Екологія: проблеми адаптивно-ландшафтного землеробства” (20 - 21 червня 2006 р.). - Івано-Франківськ, 2006. - С. 198-201.

12. Шустерук Т.З. Екологічна оцінка антропогенного впливу на біологічну активність ґрунтів (на прикладі агроекосистем України) // Молодь та поступ біології: Тези доповідей Третьої міжн. конф. студентів і аспірантів (м. Львів, 23 - 27 квітня 2007 р.). - Львів: СПОЛОМ, 2007. - С. 258-259.

Анотація

Шустерук Т.З. Екологічна оцінка антропогенного впливу на біологічну активність ґрунтів (на прикладі агроекосистем України). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. Інститут агроекології УААН, Київ, 2007.

В дисертаційній роботі проведена оцінка стану антропогенно трансформованих ґрунтів (на прикладі агроекосистем чорнозему типового, темно-сірого опідзоленого та дерново-середньопідзолистого ґрунту за тривалого використання добрив) на основі порівняльного вивчення їх з ґрунтами природних екосистем за структурними та функціональними характеристиками мікробоценозу. Серед широкого спектру показників біологічної активності ґрунту обґрунтовано систему основних (вміст загальної біомаси мікроорганізмів, респіраторна, протеазна, поліфенолоксидазна активність ґрунту, коефіцієнт гумусонагромадження) та допоміжних (целюлозоруйнівна активність, нітрифікаційна здатність, коефіцієнт мінералізації-іммобілізації, педотрофності, оліготрофності, показник швидкості мінералізації гумусу, коефіцієнт флуктуації вмісту загальної біомаси мікроорганізмів, мікробний метаболічний коефіцієнт, вміст бактерій Azotobacter chroococcum фітотоксичність ґрунту) біодіагностичних показників для оцінки та еколого-мікробіологічного моніторингу ґрунтів агроекосистем. За основними біодіагностичними показниками запропоновано новий підхід оцінки стану ґрунтів агроекосистем за шкалою бажаності.

На основі визначення коефіцієнта флуктуації вмісту загальної біомаси мікроорганізмів та мікробного метаболічного коефіцієнта, встановлено, що антропогенно трансформовані ґрунти характеризуються високими їх значеннями, що відображає зниження відносної стійкості мікробоценозів.

Ключові слова: екологічна оцінка, ґрунт, природна екосистема, агроекосистема, мікробоценоз, біодіагностичний показник, родючість ґрунту.

Аннотация

Шустерук Т.З. Экологическая оценка антропогенного воздействия на биологическую активность почв (на примере агроэкосистем Украины). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.16 - экология. Институт агроэкологии УААН, Киев, 2007.

В диссертационной работе приведено оценку антропогенно трансформированных почв (на примере агроэкосистем чернозема обыкновенного, темно-серой подзолистой и дерново-среднеподзолистой почвы при длительном использования удобрений) при сравнительном изучении их и почв природных аналогов по широкому спектру показателей биологической активности.

Для оценки состояния почв предложена система основных (содержание биомассы микроорганизмов, респираторная, протеазная, полифенолоксидазная активность почвы, коэфициент гумусонакопления) и дополнительных биодиагностических показателей (целлюлозолитическая активность, нитрификационная способность, коэфициент минерализации-иммобилизации, педотрофности, олиготрофности, показатель скорости минерализации гумуса, коэфициент флуктуации содержания биомассы микроорганизмов, микробный метаболический коэфициент, содержание бактерий Azotobacter chroococcum фитотоксичность почвы).

Для обобщенной характеристики состояния почв агроэкосистем по биодиагностическим показателям проведена оценка по шкале желательности. Самую низкую экологическую оценку

получили почвы при выращивании культур без внесения удобрений, они характеризировались удовлетворительным (чорнозем обыкновенный, темно-серая подзолистая почва) и неудовлетворительным (дерново-среднеподзолистая почва) состоянием. Систематическое внесение отдельно как органических, так и минеральных удобрений, повышало их экологический балл. Наиболее приближенными к природным аналогам были почвы с органо-минеральными системами удобрения, состояние которых по шкале бальных оценок было на наивысшем уровне и характеризировалось как отличное.

На основе метаболического коэффициента и коэффициента флуктуации биомассы микроорганизмов установлено, что антропогенно трансформированные почвы характеризируются высокими их значениями, что отражает снижение относительной устойчивости микробоценозов.

Ключевые слова: экологическая оценка, почва, природная экосистема, агроэкосистема, микробоценоз, биодиагностический показатель, плодородие почвы.

Abstract

Shusteruk T. Ecological Assessment of Anthropogenic Effect to Biological Activity of Soils (on the example of Agroecosystems of Ukraine). Manuscript.

Ph.D thesis in Biological Sciences by speciality 03.00.16 - ecology. Institute of Agroecology, UAAS. Kyiv, 2007.

The thesis is devoted to assessment of soils of agroecosystems (ordinary chernozem, dark grey podzolic, sod-podzolic) and its natural ecosystems.

The compare study of soils by structural and functional of parameters of microbocenos was carried out.

The main (contain of general microbial biomass, activity of respiration, protease, polyphenoloxidase and quotient humus's piling) and additional (process of cellulose destruction, nitrification, indexes of nitrogen mineralization-immobilization, pedotrophicity, oligotrophicity, indicator of humus mineralization, metabolic quotient and quotient of deflect of microbial biomass, containing of Azotobacter chroococcum, phytotoxic of soil) biodiagnostic indicators as the most informative and sensitive tests, that has been established for assessment and microbiological monitoring agroecosystems' soils. Ecological assessment of soil agroecosystems of biodiagnostic indicators, by the scale of desirability has been carried out. Soils with organic-mineral systems of fertility were more approximated to natural soils. By the scale of desirability they were on the highest level and characterized as excellent. Assessment of relative steady microbocenos by metabolic quotient and quotient of deflect of microbial biomass was carried out.

Key words: ecological assessment, soil, natural ecosystem, agroecosystem, microbocenos, biodiagnostic indicators and fertility of soil.

Размещено на Allbest.ru