Устойчивость серой лесной почвы под разными угодьями в агроландшафте

DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10803
УДК 631.445.25:712

Р. Н. УШАКОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
А. В. РУЧКИНА1, аспирант
Н. А. ГОЛОВИНА2, ассистент
1Рязанский государственный агротехнологический университет им. П. А. Костычева, ул. Костычева, 1, Рязань, 390044, Российская Федерация
2Рязанский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова, ул. Высоковольтная, 9, Рязань, 390026, Российская Федерация


Исследования проводили с целью изучения устойчивости серой лесной почвы под полем, лугом и лесопосадкой, образующими агроландшафт. В почве определяли буферность к загрязнению, подкислению, микробиологическую активность. Устойчивость к загрязнению оценивали по максимальной адсорбции (Qmax) и буферной способности (ПБСТМ ). Для расчета Qmax использовали уравнение Ленгмюра. ПБСТМ рассчитывали по тангенсу угла наклона. Для определения емкости буферности к подкислению (ЕБ) и расчетной буферной способности (РБС[H+]водн) использовали метод непрерывного потенциометрического титрования. РБС[H+]водн вычисляли по формуле: РБС[H+]водн = ΔС[Н+]/(С[Н+] i – С[Н+]o), где ΔС[Н+] – количество абсорбированных ионов водорода, С[Н+] i – равновесная концентрация в растворе после взаимодействия титранта с почвой, С[Н+]o – исходная концентрация. Подкисление имитировали добавлением кислоты из расчета 2,5·10–5моль/л, загрязнение – путем внесения меди из расчета 30 ПДК и 50 ПДК (стрессовая нагрузка). Контроль – почва без нагрузки. Микробиологические исследования осуществляли методом посева на питательные среды. В слое почвы0…20 см общая ЕБ под лугом составила 8,66 мМ-экв/100 г, под лесопосадкой –3,58 мМ-экв/100 г. Величины показателя РБС[H+]водн. также свидетельствуют о положительном влиянии луговой экосистемы на формирование устойчивости. Пахотная почва больше поглощала цинка (Qmax = 54мМ/кг), почва под лесопосадкой – меди(Qmax = 179), кадмия (Qmax = 40) и свинца(Qmax = 80), почва под лугом – свинца (Qmax= 68 мМ/кг). На фоне подкисления разницав общей численности микроорганизмов,по сравнению с пашней (57·106КОЕ/г), под лугом достигала 1,3 раза, лесопосадкой –2,1 раза. В опыте с загрязнением общая численность микроорганизмов в контроле на пашне, под лугом и лесопосадкой составляла 75,4·106 КОЕ/г, 69,3·106 КОЕ/ги 81,6·106 КОЕ/г соответственно. Призагрязнении почвы снижение микробиологической активности по перечисленным экосистемам составило 61…67 %, 11…26 % и 58…72 %.
Ключевые слова: агроландшафт, устойчивость, серая лесная почва, лесополосы, луг, буферность к тяжелым металлам, подкислению, микробиологическаяактивность.
Для цитирования: Ушаков Р. Н., Ручкина А. В., Головина Н. А. Устойчивость серойлесной почвы под разными угодьями в агроландшафте // Земледелие. 2018. № 8. С. 11–13. DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10803.

 

 

 

Sustainability of Gray Forest Soil under Different Types of Land in Agrolandscapes

R. N. Ushakov1, A. V. Ruchkina1, N. A. Golovina2

1P. A. Kostychev Ryazan State Agrotechnological University, ul. Kostycheva, 1, Ryazan', 390044, Russian Federation
2I. P. Pavlov Ryazan State Medical University, ul. Vysokovol'tnaya, 9, Ryazan', 390026, Russian Federation 

Abstract. The purpose of the research was to study the sustainability of gray forest soil under field, meadow and forest plantation, forming an agricultural landscape. Buffer capacity for acidification and pollution and microbiological activity were determined in the soil. Soil resistance to pollution was assessed by the maximum adsorption Qmax and the buffer capacity to heavy metal SBC(HM). Buffering capacity was calculated by the slope tangent. To calculate Qmax, the Langmuir equation was used. To determine the buffer capacity for acidification BC and the calculated buffer capacity СBС[H+]aq, the method of continuous potentiometric titration was used. СBС[H+]aq was calculated by the formula: СBС[H+]aq = deltaC[H+] / (C[H+]i – C[H+] o), where deltaC [H+] was the number of absorbed hydrogen ions, C[H+]i was the equilibrium concentration in solution after the interaction of the titrant with the soil, С[H+]o was the initial concentration. The acidification was modeled by adding acid at the rate of 2.5x10E-5 mol/L; the pollution was simulated by addition of copper at the rate of 30 maximum permissible concentration (MPC) and 50 MPC (the stress load). In all experiments, the soil without load was a control. Microbiological studies were carried out by inoculation on nutrient media. In the 0–20 cm layer, the total BC was 8.66 mM-eq/100 g, under the forest plantation it was 3.58 mM-eq/100 g. The values of СBС[H+]aq also indicated a positive effect of the meadow ecosystem on the maintenance of soil sustainability. The arable soil absorbed more zinc (Qmax = 54 mM/kg), the soil under forest plantations absorbed more copper (Qmax = 179 mM/kg), cadmium (Qmax = 40 mM/kg) and lead (Qmax = 80 mM/kg), the soil under meadow absorbed more lead (Qmax = 68 mM/kg). Against the background of acidification, the difference in the total number of microorganisms in comparison with the arable land (57 x 10E6 CFU/g) under the meadow was 1.3 times, and under forest plantations it was 2.1 times. In the test pollution, the total number of microorganisms in the control in the arable land, under meadow and forest plantations was 75.4 x 10E6 CFU/g, 69.3 x 10E6 CFU/g and 81.6 x 10E6 CFU/g, respectively. With soil contamination, the decrease in microbiological activity for the same ecosystems was 61–67%, 11–26% and 58–72%.
Keywords: agricultural landscape; sustainability; gray forest soil; tree belt areas; meadow; buffer capacity for heavy metals and acidification; microbiological activity.
Author Details: R. N. Ushakov, D. Sc. (Agr.), prof. (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.); A. V. Ruchkina, post graduate student; N. A. Golovina, assist.
For citation: Ushakov R. N., Ruchkina A. V., Golovina N. A. Sustainability of Gray Forest Soil under Different Types of Land in Agrolandscapes. Zemledelije. 2018. No. 8. Pp. 11–13 (in Russ.). DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10803.