CC BY
139
4. Винокурова И.К. Мелиоративная роль системы защитных лесных полос// Преобразование природы в Каменной Степи.
- М.: Россельхозиздат, 1970. - С. 64-77.
5. Петров Н.Г. Система лесных полос. - Москва, 1975. - 115 с.
6. Скачков Б.И., Чеканышкин А.С. Новое направление в выращивании полезащитных и стокорегулирующих полос//Вестник Российской академии наук. - 1992. - № 3. - С. 35-36
OF THE DIRECTION AND RESULTS OF RESEARCHES ON PROTECTIVE ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЮ
IN STONE STEPPE V.I.Turusov, A.M.Novichihin, A.S.Chekanyshkin, P.V.Paul
Summary. In article the basic stages of formation and development of researches on protective wood cultivation in Stone Steppe are stated. Efficiency of protective wood plantings in creation of steady agroecological conditions is shown.
Key words: Stone Steppe, a microclimate, wood strips, ways of landing, mixture type.
УДК 631.416.9
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
С.В. ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук, директор
Р.М. ХИЖНЯК
ФГБУ «Центр агрохимической службы «Белгородский»
E-mail: serg.lukin2010@yandex.ru
Резюме. На основе анализа данных сплошного агрохимического обследования установлены географические закономерности распределения микроэлементов в почвах Белгородской области. Представлены картосхемы содержания цинка, меди и свинца. Наиболее высоким валовым содержанием цинка (51,9. ..54,5 мг/кг) и меди (15,5. ..16,0 мг/кг) отличаются почвы Вейделевского, Волоконовского, Новооскольского районов, в основном входящих в степную зону области, свинца (15,4... 17,2 мг/кг) - Ровеньского, Новооскольского, Волоконовского, Вейделевского, Алексеевского районов. Наименьшие величины этих показателей характерны соответственно для почв Крас-нояружского, Грайворонского,
Ракитянского, Борисовского,
Яковлевского, Прохоровского,
Губкинского и Старооскольского районов - 34,8.39,7 мг/кг,
Борисовского, Грайворонско-го, Ивнянского и Ракитянско-го районов - 10,8.11,8 мг/кг,
Краснояружского, Ракитянского и Старооскольского районов
- 10,9.11,9 мг/кг. Средневзвешенное валовое содержание цинка в пахотных почвах области составляет44 мг/кг, меди - 13,5, свинца - 14,3 мг/кг, что ниже кларка по Виноградову соответственно на 6, 6,5 и 4,3 мг/кг.
Изучено валовое содержание микроэлементов в почвахразно-го механического состава.
Ключевые слова: кларк, медь, микроэлементы, свинец, тяжёлые металлы, чернозём, цинк.
указал В.И. Вернадский, который отмечал, что состав почвы не случаен, а находится в очень тесной связи с составом других частей биосферы [1]. А.П. Виноградов к микроэлементам относил облигатные для растительных и животных организмов элементы, содержание которых находится в пределах 0,01...0,00001 % [2]. Поскольку атомная масса большинства микроэлементов (металлов) выше 40, то к ним применим термин «тяжёлые металлы» (ТМ) [3]. В живых организмах многие из них входят в состав ферментов, витаминов, гормонов и других жизненно важных соединений. Практически любые микроэлементы при высоком содержании могут стать токсичными, а такие потенциально токсичные элементы, как РЬ, Сс1, Нд, Аб, в очень малых кон-
Впервые на особую роль микроэлементов в биологических процессах
Рис. 1. Картосхема валового содержания цинка в почвах пашни, мг/кг: -40...50, Ш -30...40.
- 50...60,
- 12...15, ^ -9...12.
центрациях не оказывают вредного воздействия на почву, растения и животных [4, 5].
К основным факторам, определяющим количественное содержание микроэлементов в почвах, относятся направленность и интенсивность процессов почвообразования, а также их содержание в материнской породе. В последние годы на величину этого показателя все большее влияние оказывают антропогенные факторы [6].
По данным Н.А. Протасовой и А.П. Щербакова, валовое содержание меди и цинка в пахотном горизонте тёмно-серых лесных почв Центрального Черноземья составляет соответственно 14,6±0,7 и 43,7±3,2 мг/кг, в чернозёмах оподзоленных - 16,0±0,6 и 48,3±2,3, в чернозёмах выщелоченных - 19,0±0,9 и 52±1,0, в чернозёмах типичных - 23,0±0,4 и 62±2,2, в чернозёмах обыкновенных - 23,0±0,7 и 64,4±2,9, в чернозёмах южных - 25,0±2,0 и 70,5±7,5 мг/кг [7]. Фоновое валовое содержание свинца в пахотных почвах Украины в основном находится на уровне 9...12 мг/кг, но в Карпатской зоне оно может достигать 230 мг/кг [8].
Цель нашей работы - изучить географические закономерности фонового распределения цинка, свинца и меди в пахотных почвах Белгородской области.
Условия, материалы и методы. Территория Белгородской области включает лесостепную (около 75 % площади) и степную почвенные зоны. Площадь пахотных почв составляет 1651 тыс. га. В структуре пашни преобладают типичные (44,8 %) и выщелоченные (25,7 %) чернозёмы, а также серые лесные почвы (6,2 %), распространенные в основном в лесостепной зоне. Чернозёмы обыкновенные и остаточно-карбонатные занимают 14,1 % пашни, преимущественно в степной зоне. На долю чернозёмов солонцеватых приходится 3,6 % площади пашни.
В статье использованы материалы сплошного агрохимического обследования пахотных почв,проведенного в 2000-2004 гг. Одну объединенную почвенную пробу (из 20.40 точечных) отбирали из пахотного (0.25 см) слоя с площади 20 га. Валовое содержание элементов определяли в соответствие с «Методическими указаниями по определению ТМ в почвах сельско-
хозяйственных угодий и продукции растениеводства» (МСХ, ЦИНАО, 1992).
Результаты и обсуждение. По данным агрохимического обследования установлено, что наиболее высоким валовым содержанием цинка (51,9.54,5 мг/ кг) отличаются почвы Вейде-левского, Волоконовского, Новооскольского районов, которые в основном входят в степную зону области. В наименьшей степени (34,8.39,7 мг/кг) этот элемент отмечается в пахотных почвах западных и северных районов области, расположенных в лесостепной зоне: Красноя-ружского, Грайворонского, Ракитянского, Борисовского, Яковлевского, Про-хоровского, Губкинского, Старооскольского (табл. 1; рис. 1). Средневзвешенное валовое содержание цинка в пахотных почвах области составляет 44 мг/кг, что на 6 мг/кг ниже кларка по Виноградову.
Наиболее высокой валовой концентрацией меди (15,5.16,0 мг/кг) характеризуются также почвы Вейделевского, Волоконовского и Новооскольского районов. Наименьшее содержание элемента (10,8. 11,8 мг/кг) свойственно для почв Борисовского, Грайворонского, Ивнянского и Ракитянского районов (табл. 1; рис. 2). Средневзвешенное валовое содержание меди в почвах области составляет 13,5 мг/кг, что на 6,5 мг/кг ниже кларка.
Наибольшее количество свинца (15,4.17,2 мг/кг) отмечено в почвах Ровеньского, Новооскольского, Волоконовского, Вейделевского, Алексеевского
Таблица 1. Средневзвешенное валовое содержание меди, цинка и свинца в почвах пашни
Район Обследованная площадь, га Ф о о ржание, мг/кг
медь цинк свинец
Алексеевский 22595 14,7 43,7 15,4
Белгородский 6003 13,8 41,7 14,2
Борисовский 35346 11,3 35,6 13,0
Валуйский 84467 13,6 48,7 14,4
Вейделевский 69069 16,0 51,9 15,7
Волоконовский 73463 15,5 52,9 17,2
Грайворонский 46294 10,8 34,9 12,6
Губкинский 86457 12,8 39,1 14,3
Ивнянский 51350 11,5 48,9 14,1
Корочанский 21755 12,4 46,5 13,3
Красненский 35040 14,3 44,9 14,7
Красногвардейский 15762 13,6 39,7 14,7
Краснояружский 25023 11,8 34,8 10,9
Новооскольский 69154 15,7 54,5 16,7
Прохоровский 77395 12,7 37,2 14,2
Ракитянский 53478 11,6 35,1 11,2
Ровеньский 30006 15,0 49,3 16,6
Старооскольский 36083 13,9 36,5 11,9
Чернянский 50175 12,2 41,8 13,4
Шебекинский 64962 15,0 45,7 13,6
Яковлевский 13838 13,3 37,6 13,3
В среднем по области 967715 13,5 44,0 14,3
Кларк по Виноградову 20 50 10
н - 12...15, Н -9...12.
районов, а наименьшее (10,9.11,9 мг/кг) - в почвах Краснояружского, Ракитянского и Старооскольского районов. Средневзвешенное содержание свинца по
По данным локального мониторинга, проводимого на территории Белгородской области, валовое содержание цинка и меди с глубиной почвенного профиля имеет тенденцию к уменьшению, а содержание свинца существенно не изменяется [9, 10].
Варьирование концентрации микроэлементов в
пахотных почвах области в основном обусловлено составом и свойствами почвообразующей породы. Как правило, чем тяжёлее ее механический состав, тем выше содержание микроэлементов.
Например, содержание физической глины в почвообразующей породе чернозёмов обыкновенных легкоглинистых, распространенных в степной зоне области, составляет 73,6 %, в пахотном слое - 66,8 %. В пределах Белгородской области они характеризуются наиболее высоким валовым содержанием микроэлементов в пахотном слое: цинк - 51,2 мг/кг, медь
- 18,6, свинец - 14,8, кадмий
- 0,42, марганец - 442 мг/кг (табл. 2).
Преобладающие в лесостепной зоне чернозёмы типичные тяжелосуглинистые отличаются более легким механическим составом (содержание физической глины в горизонте С - 58,8 %, в горизонте А - 56,4 %). Поэтому содержание микроэлементов в этих почвах значительно ниже, чем в чернозёмах обыкновенных: цинка - на 12,3 %, меди - на 31,2, свинца - на 14,2, кадмия - на 23,8, марганца - на 8,6 %. Ещё более низким содержанием физической глины и микроэлементов характеризуется лугово-чернозёмная почва (табл. 2).
Выводы. Таким образом, на территории Белгородской области наиболее высоким валовым содержанием микроэлементов отличаются почвы степной зоны, представленные в основном чернозёмами обыкновенными. Самые низкие величины этих показателей отмечены в западной части лесостепной зоны области, где преобладают чернозёмы типичные и выщелоченные, для которых характерен более легкий механический состав.
Региональные кларк цинка равен 44 мг/кг, меди - 13,5, свинца - 14,3 мг/кг.
Литература.
1. Вернадский В.И. К вопросу о химическом составе почв // Почвоведение. - 1913. - №2-3. - С. 1-21.
2. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. - М.: изд-во АН СССР, 1957. - 238 с.
3. Алексеев Ю.В. Тяжёлые металлы в почвах и растениях. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 142 с.
4. Лукин С.В., Солдат И.Е. Транслокация свинца в системе почва-растение//Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 1998. - №5. - С. 21-23.
5. Лукин С.В., Явтушенко В.Е., Солдат И.Е. Транслокация меди в системе почва-растение //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 1999. - №6. - С. 33-34.
6. Авраменко П.М., Лукин С.В. Загрязнение почвы тяжёлыми металлами и их накопление в растениях // Агрохимический вестник. - 1999. - № 2. - С. 21-22.
7. Протасова Н.А., Щербаков А.П. Микроэлементы (Сг, V, N1, Мп, Zn, Си, Со, Ті, Zr, Ga, Ве, Sr, Ва, В, I, Мо) в чернозёмах и серых лесных почвах Центрального Черноземья. - Воронеж: изд-во Воронежского государственного университета, 2003. - 368 с.
8. Фоновий вміст мікроелементів у грунтах Украіни /за редакціею А. I. Фатеева і Я.В. Пащенко. - Харків, 2003. - 118 с.
9. Лукин С.В. Содержание тяжёлых металлов в агроэкосистемах Белгородской области //Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2005. - №4. - С. 27-29.
10. Лукин С.В., Малыгин А.В., Четверикова Н.С. Мониторинг содержания тяжёлых металлов в почвах и сельскохозяйственных растениях// Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. - 2011. - №7. - С. 25-28.
области составляет 14,3 мг/кг, что выше кларка этого
Таблица 2. Валовое содержание микроэлементов в почвах различного механического состава
Гори- зонт Глубина отбора проб, см Доля физической глины, % Валовое содержание, мг/кг
гп \ Си \ РЬ \ Cd \ Мп
Лугово-чернозёмная почва на древнеаллювиальных карбонатных
отложениях (Белгородский район)
А 20.30 49,6 33,7 9,9 10,8 0,22 269
Сса 140.150 54,8 32,7 9,5 10,8 0,22 187
Чернозём типичный тяжелосуглинистый (Белгородский район)
А 5.15 56,4 44,9 12,8 12,7 0,32 404
Сса 130.140 58,8 43,8 11,3 12,8 0,30 306
Чернозём обыкновенный легкоглинистый (Ровеньский район)
Аса 15.25 66,8 51,2 18,6 14,8 0,42 442
Сса 110.120 73,6 51,6 18,7 17,1 0,43 339
элемента на 4,3 мг/кг (табл. 1; рис. 3).
GEOGRAPHIC PATTERNS OF MICROELEMENT DISTRIBUTION IN SOILS OF BELGOROD REGION
S.V. Lukin, R.M. Khizhnyak
Summary. Microelement distribution patterns in soils of Belgorod region were established on the basis of data analysis of continuous agrochemical survey. Diagrams showing the content of zinc, copper, and lead in soils are presented. Soils of Vejdelevka, Volokonovka, Novy Oskol districts, which are mostly situated in the steppe region, are notable for the most gross zinc (51.9...54.5 mg/kg) and copper (15.5...16.0 mg/kg) content; the highest lead content (15.4...17.2 mg/kg) are observed in Roven’ki, Novy Oskol, Voloconovka, Vejdelevka, Alekseevka districts. The lowest values of these indicators are typical for soils of Krasnaya Yaruga, Grajvoron, Rakitnoe, Borisovka, Yakovlevo, Prokhorovka, Gubkin, Stary Oskol districts - 34.8...39.7 mg/kg, Borisovka, Grajvoron, Ivnya, and Rakitnoe districts
- 10.8...11.8 mg/kg, Krasnaya Yaruga, Rakitnoe, and Stary Oskol districts - 10.9...11.9 mg/kg, correspondingly.
Weighted average gross content of zinc in arable soils ofthe region is 44 mg/kg, copper -13.5 mg/kg, lead - 14.3 mg/kg, which is below the Vinogradov clarke by 6, 6.5, 4.3 mg/kg, correspondingly. The total content of microelements in soils of different mechanical composition is studied.
Key words: clarke, copper, microelements, lead, heavy metals, chernozem, zinc.
УДК 579.64
МИКРООРГАНИЗМЫ - УНИКАЛЬНЫЕ ИНДИКАТОРЫ КАЧЕСТВА ВЕРМИКОМПОСТА
Н.Н. ТЕРЕЩЕНКО, доктор биологических наук, зав. лабораторией
Т.В. ЮНУСОВА, младший научный сотрудник А.Д. ПИСАРЧУК, младший научный сотрудник СибНИИСХиТ Россельхозакадемии E-mail: ternat@mail.ru
Резюме. На основании результатов сравнительного изучения органических вермикомпост-содержащих грунтов и торфоминеральных смесей различных производителей, а также многолетних исследований авторов к числу наиболее информативных показателей качества вермикомпоста и вермикомпост-содержащего грунта отнесены такие показатели, как присутствие бактерий рода Azotobacte, высокая (не менее 100 тыс. клеток/г) численность нитрификаторов; значительная (не менее 20 %) доля в составе микробного сообщества грунта спорообразующих форм бактерий, высокая (не менее 100...200 тыс. КОЕ/г) численность сахаролитических грибов. Кроме того, уровень актуальной активности азотобактера (по Виноградскому), можно использовать в качестве показателя длительности хранения биогумуса. Анализ исследованных грунтов по перечисленным микробиологическим индикаторам - показателям присутствия в грунте продуктов жизнедеятельности дождевых червей, позволил сделать заключение о степени соответствия состава каждого из них информации, указанной на товарной упаковке. Упомянутые микробиологические индикаторы качества биогумуса и вермикомпост-содержащего грунта можно использовать для защиты прав потребителей и коммерческих интересов добросовестных производителей качественной биотехнологической продукции.
Ключевые слова: вермикомпост, дождевые черви, качество грунта, микробиологические индикаторы, азотобактер, нитрификация
Одним из ключевых вопросов современного массового производства становится качество. В аграрной отрасли эта проблема также весьма актуальна в связи с расширением ассортимента разнообразной специализированной продукции (грунтов, удобрений, средств защиты растений и др.), призванной удовлетворять запросы самого требовательного потребителя.
Даже поверхностный анализ показывает, что основная масса представленных в розничной торговой сети грунтов - смесь разных видов торфа, песка, каких-либо рыхлящих компонентов с добавлением расчетных доз минеральных удобрений. Определение качества подобной продукции для специалиста агрохимика в принципе сложностей не вызывает. Однако в послед-
ние годы на рынке все чаще появляются грунты, представляющие собой (согласно информации на товарной упаковке) различные смеси торфа, дерновой земли и какого-либо вида биоперегноя. Чаще всего в качестве последнего используют вермикомпост, произведенный различными линиями дождевых червей Eisenia fetida.
Для того, чтобы подчеркнуть уникальные особенности подобных грунтов производители часто позиционируют свою продукцию как «живую землю», «живой грунт» и др. Действительно, органические вермикомпост-содержащие грунты отличаются от традиционных торфо-минеральных смесей более высоким уровнем биологической активности, поскольку это, по сути, продукт биотехнологического производства. В биологическом отношении они представляют собой равновесные саморегулирующиеся системы, управляемые сложным консорциумом микроорганизмов. Причем, согласно микробиологическому анализу копролитов червей [1, 2], подавляющая часть микрофлоры вермикомпоста относится к так называемой РОРЯ-микрофлоре, осуществляющей функции контроля ризосферы растений, благодаря продуцированию широкого спектра стимуляторов роста и биофунгицидов, снижающих риск развития болезней. Кроме того, при использовании органических грунтов практически устраняется потребность в искусственном поддержании необходимого баланса питательных элементов. Функции регулятора питания для растений выполняет сложный микробный консорциум, ферментативная активность которого обеспечивает постепенное высвобождение, доступных для растений форм биогенных элементов, исключая ситуации, как с дефицитом питания, так и с передозировкой.
Разумеется, себестоимость грунтов, содержащих вермикомпост, не может быть ниже, чем у традиционных торфо-минеральных смесей, поскольку включает дополнительные затраты на культивирование червей. Однако значительно более высокие показатели их качества в полной мере окупают эти «минусы».
Казалось бы, с увеличением на рынке доли биотехнологической продукции ситуация должна меняться к лучшему. Однако на практике по-прежнему поступают жалобы потребителей на низкое качество грунтов, в том числе содержащих «продукты жизнедеятельности дождевых червей». Поскольку определить присутствие их копролитов в составе грунта гостированными методами
