Zeolite influence on phosphate-reduction function of sod-podzolic soil microbiocenosis and content of mobile phosphorus compounds

One of modern agronomical soil science priorities is the study of soil and biotic transformation processes of materials used as alternative fertilizers, with subsequent assessment of changes both in the nutritious quality of a soil solution composition and in shift directions of a function of the soil-biotic trasformation. In this regard, the present work is devoted to studying the microbiological characteristics of sod-podzolic sandy loamy soil and, in particular, the biochemical function of the transformation of its organic and mineral phosphate components occurring under the influence of zeolite from the Hotynetsky field. There has been conducted a microfield research of the influence of high rates of zeolite on the quantity indicators of litothrophic and organothrophic phosphate-reduction microorganisms of soil and its phosphatase activity. The research has shown that the quantity of geophilic litothrophic microorganisms under the influence of zeolite at a rate of 6 t/hectare increased on average in 2.6-3.0 times, and that of organothrophic microorganisms - by 80%. The frequency rate of strengthening the soil phosphatase activity by the rock material at rates of 6 and 12 t/hectare, amounted to 3.0 and 3.3 times, respectively. Owing to the activization of phosphate-reduction microbic associations of sod-podzolic soil with high-siliceous material, the content of mobile phosphorus compounds increased from 22% to 43%, depending on a zeolite rate. The close and prolonged by years of research correlation between the content of mobile phosphates in soil and the number ofphosphate reduction microorganisms convincingly confirms the fact of active interaction of the considered rock material with a soil-and-biotic complex and, at the same time, allows to consider it as a material stabilizing not only biodegradation functions of a micro-bic pool, but also optimizing the soil absorbing complex due to exchange reactions in colloidal Si-P system.

дерново-подзолистая почва, цеолит, фосфатредуцирующая функция микробиоценоза, активность фосфатаз, содержание подвижных соединений фосфора, sod-podzolic soil, zeolite, phosphate-reduction function of microbiocenosis, activity of phosphatases, content of mobile phosphorus compounds

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.