Влияние цеолита на фосфатредуцирующую функцию микробиоценоза дерново-подзолистой почвы и содержание в ней подвижных соединений фосфора

Одной из первоочередных задач современного агрономического почвоведения является изучение процессов почвенно-биотического преобразования материалов, используемых в качестве альтернативных удобрений, с последующей оценкой изменений как в питательном качестве состава почвенного раствора, так и в направлениях сдвига микробной функции ПБК. В связи с этим, данная работа посвящена изучению микробиологических характеристик дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в отношении биохимической функции трансформации ее органических и минеральных фосфатсодержащих компонентов, происходящей под действием цеолита Хотынецкого месторождения. Было проведено микрополевое исследование влияния высоких доз цеолитовой породы на показатели численности литотрофных и органотрофных фосфатредуцирующих микроорганизмов почвы и ее фосфатазную активность. Исследование показало, что количество почвообитающих литотрофов под действием цеолита в дозе 6 т/га возрастало в среднем в 2,6-3,0 раза, а органотрофов - на 80%. Кратность усиления фосфатазной активности почвы, обработанной породой в дозах 6 и 12 т/га, соответственно составляла 3,0 и 3,3 раза. Вследствие активизации фосфатредуцирующих микробных ассоциаций дерново-подзолистой почвы высококремнистым материалом содержание подвижных соединений фосфора увеличивалось от 22% до 43% в зависимости от дозы цеолита. Наличие тесной и пролонгированной по годам исследования корреляции между содержанием мобильных фосфатов в почве и численностью фосфатредуцентов убедительно подтверждает факт активного взаимодействия рассматриваемой породы с почвенно-биотическим комплексом и при этом позволяет расценивать ее как материал, стабилизирующий не только биодеградационные функции микробного пула, но и оптимизирующий почвенно-поглощающий комплекс за счет реакций обмена в коллоидной системе Si-P.

1. Бочарникова Е.А., Матыченков В.В., Матыченков И.В. Кремниевые удобрения и мелиоранты: история изучения, теория и практика применения // Агрохимия, 2011. № 7. С. 84-96.

2. Гаврилова А.Н., Шимко Н.А., Савченко Н.И. Динамика органических соединений фосфора и фосфатазной активности в дерново-подзолистой почве // Почвоведение, 1973. № 6. С. 70-78.

3. Гладкова К. Ф. Роль кремния в фосфатном питании растений // Агрохимия, 1982. № 3. С. 133-140.

4. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: ИД Альянс, 2011. 352 с.

5. Елешев Р.Е., Иванов А.Л., Садвакасов С.К. Изучение влияния совместного внесения фосфорных и кремнийсодержащих удобрений на фосфатный режим основных типов почв Казахстана. Сообщение 1. Исследование влияния различных форм кремнийсодержащих удобрений // Агрохимия, 1990. № 10. С. 35-42.

6. Емнова Е.Е., Дарабан О.В., Бызган Я.В., Тома С.И. Влияние фосфорного и стартовых доз азотных удобрений на фосфатазную активность в ризосферной почвы и нелигнифицированных корнях сои в условиях засухи // Почвоведение, 2014. № 2. С.217-224.

7. Иванов А.Л., Волков С.Н., Савин И.Ю. Почвенно-экологические и инфраструктурные аспекты реализации стратегии развития агропроизводства в России // Бюллетень почвенного института им. В.В. Докучаева, 2017. Вып. 89. С. 104-120.

8. Иванов А. Л. Изучение влияния совместного внесения фосфорных и кремнийсодержащих удобрений на фосфатный режим основных типов почв Казахстана. Сообщение 3. Влияние кремния на сорбционную способность коллоидных фракций почв в отношении фосфатов // Агрохимия, 1992. № 5. С. 25-30.

9. Козлов А.В., Куликова А.Х., Яшин Е.А. Роль и значение кремния и кремнийсодержащих веществ в агроэкосистемах // Вестник Мининского университета, 2015. № 2 (10). С. 23.

10. Козлов А.В., Уромова И.П. Изменение параметров микробиологической системы железо-, марганец- и фосфат-редуцирующих бактерий при деструкции диатомита, цеолита и бентонитовой глины // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017. № 8-1. С. 110-115.

11. Кусова Н.В., Степанова Л.П. Кипящие камни (цеолиты): список литературы. Орел: ОрелГАУ, 2005. 18 с.

12. Матыченков В.В., Бочарникова Е.А. Использование отходов металлургической промышленности для улучшения фосфорного питания и повышения засухоустойчивости растений // Агрохимия, 2003. № 5. С. 42-47.

13. Мосина Л.В., Мерзлая Г.Е. Экологическая оценка влияния органических и минеральных удобрений на микрофлору дерново-подзолистой почвы и продуктивность агроценозов в экстремальных погодных условиях // Известия ТСХА, 2013. № 5. С. 5-18.

14. Номенклатура ферментов / Под ред. В.Л. Кретовича. М.: ВИНИТИ, 1966. 256 с.

15. Практикум по микробиологии / Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Изд. центр «Академия», 2005. 608 с.

16. Пуховский А.В. Моделирование функции продуктивности и определение критического уровня почвенных фосфатов // Известия ТСХА, 2013. № 3. С. 5-17.

17. Самсонова Н.Е. Роль кремния в формировании фосфатного режима дерново-подзолистых почв // Агрохимия, 2005. № 8. С. 11-18.

18. Соколов М.С., Марченко А.И., Санин С.С., Торопова Е.Ю., Чулкина В.А., Захаров А. Ф. Здоровье почвы агроценозов как атрибут ее качества и устойчивости к биотическим и абиотическим стрессорам // Известия ТСХА, 2009. № 1. С. 13-22.

19. Соколов О.А., Черников В.А., Шмырева Н.Я. Эколого-физиологическая оценка минерального питания растений // Известия ТСХА, 2016. № 3. С. 5-17.

20. Ушаков Р.Н., Головина Н.А. Агрохимическая модель агросерой почвы // Известия ТСХА, 2018. № 1. С. 36-47.

21. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 2005. 252 с.

22. Хомутова Т.Э., Демкина Т.С., Каширская Н.Н., Демкин В.А. Фосфатазная активность современных и погребенных почв Волго-Донского Междуречья // Почвоведение, 2012. № 4. С. 478-483.

23. Chimney M.J., Yongshan W., Matichenkov V.V., Calvert D.V Minimizing phosphorus release from newly flooded organic soils amended with calcium silicate slag: a pilot study // Wetlands Ecol. and Manag., 2007. 15 (5). P. 385-390.

24. Hartz T.K., Johnstone P.R. Relationship between soil phosphorus availability and phosphorus loss potential in runoff and drainage // Communications in Soil Science and Plant Analysis, 2006. 37 (11-12). Р. 1525-1536.

25. Johnston A.E., Poulton P.R. Response of cereals to soil and fertilizer phosphorus // HGCA Research Review No. 74 / Rothamsted Research, Harpenden, 2011. 54 p.

26. Matichenkov V.V., Bocharnikova E.A. Influence of plant association on the silicon cycle in the soil-plant system // Appl. Ecol. Environ. Res., 2012. 10 (4). P. 547-560.

27. Matichenkov V.V., Wei X., Liu D., Bocharnikova E.A. Theory, practice and prospection of Si fertilizer // Agricult. Sci. Technol., 2013. 14 (3). P. 498-502.