НТП:

НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
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: [email protected]
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 Краснояружского, Грайворонского,
Ракитянского, Борисовского,
Яковлевского, Прохоровского,
Губкинского и Старооскольского районов – 34,8…39,7 мг/кг,
Борисовского, Грайворонского, Ивнянского и Ракитянского 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
составляет 44 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 почвах разного механического состава.
Ключевые слова: кларк, медь,
микроэлементы, свинец, тяжёлые металлы, чернозём, цинк.
Впервые на особую
роль микроэлементов в
биологических процессах
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 Pb, Cd, Hg, As, в очень малых кон-
Рис. 1. Картосхема валового содержания цинка в почвах пашни, мг/кг:
– 40...50,
– 30...40.
Достижения науки и техники АПК, №5-2012
– 50...60,
55
НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
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 Вейделевского, 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: Краснояружского, Грайворонского,
Ракитянского, Борисовского, Яковлевского, Прохоровского, Губкинского,
Рис. 2. Картосхема валового содержания меди в почвах пашни, мг/кг:
– 15...18,
– 12...15,
– 9...12.
Старооскольского (табл. 1;
центрациях не оказывают вредного воздействия на
рис. 1). Средневзвешенное
почву, растения и животных [4, 5].
валовое содержание цинка в пахотных почвах области
К основным факторам, определяющим количесоставляет 44 мг/кг, что на 6 мг/кг ниже кларка по
ственное содержание микроэлементов в почвах, отВиноградову.
носятся направленность и интенсивность процессов
Наиболее высокой валовой концентрацией меди
почвообразования, а также их содержание в мате(15,5…16,0 мг/кг) характеризуются также почвы
ринской породе. В последние годы на величину этого
Вейделевского, Волоконовского и Новооскольского
показателя все большее влияние оказывают антропорайонов. Наименьшее содержание элемента (10,8…
генные факторы [6].
11,8 мг/кг) свойственно для почв Борисовского,
По данным Н.А. Протасовой и А.П. Щербакова, ваГрайворонского, Ивнянского и Ракитянского районов
ловое содержание меди и цинка в пахотном горизонте
(табл. 1; рис. 2). Средневзвешенное валовое содертёмно-серых лесных почв Центрального Черноземья
жание меди в почвах области составляет 13,5 мг/кг,
составляет соответственно 14,6±0,7 и 43,7±3,2 мг/кг,
что на 6,5 мг/кг ниже кларка.
в чернозёмах оподзоленных – 16,0±0,6 и 48,3±2,3,
Наибольшее количество свинца (15,4…17,2 мг/кг)
в чернозёмах выщелоченных – 19,0±0,9 и 52±1,0, в
отмечено в почвах Ровеньского, Новооскольского,
чернозёмах типичных – 23,0±0,4 и 62±2,2, в чернозёВолоконовского, Вейделевского, Алексеевского
мах 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
Таблица 1. Средневзвешенное валовое содержасодержание свинца в пахотных почвах Украины в основние меди, цинка и свинца в почвах пашни
ном находится на уровне 9…12 мг/кг, но в Карпатской
Обследо- Содержание, мг/кг
Район
ванная плозоне оно может достигать 230 мг/кг [8].
щадь, га медь цинк свинец
Цель нашей работы – изучить географические заАлексеевский
22595
14,7 43,7
15,4
кономерности фонового распределения цинка, свинца
Белгородский
6003
13,8 41,7
14,2
и меди в пахотных почвах Белгородской области.
Борисовский
35346
11,3 35,6
13,0
Условия, материалы и методы. Территория БелВалуйский
84467
13,6 48,7
14,4
городской области включает лесостепную (около 75 %
Вейделевский
69069
16,0 51,9
15,7
площади) и степную почвенные зоны. Площадь пахотВолоконовский
73463
15,5 52,9
17,2
ных почв составляет 1651 тыс. га. В структуре пашни
Грайворонский
46294
10,8 34,9
12,6
Губкинский
86457
12,8 39,1
14,3
преобладают типичные (44,8 %) и выщелоченные (25,7
Ивнянский
51350
11,5 48,9
14,1
%) чернозёмы, а также серые лесные почвы (6,2 %),
Корочанский
21755
12,4 46,5
13,3
распространенные в основном в лесостепной зоне.
Красненский
35040
14,3 44,9
14,7
Чернозёмы обыкновенные и остаточно-карбонатные
Красногвардейский
15762
13,6 39,7
14,7
занимают 14,1 % пашни, преимущественно в степной
Краснояружский
25023
11,8 34,8
10,9
зоне. На долю чернозёмов солонцеватых приходится
Новооскольский
69154
15,7 54,5
16,7
Прохоровский
77395
12,7 37,2
14,2
3,6 % площади пашни.
Ракитянский
53478
11,6 35,1
11,2
В статье использованы материалы сплошного агроРовеньский
30006
15,0 49,3
16,6
химического обследования пахотных почв, проведенСтарооскольский
36083
13,9 36,5
11,9
ного в 2000-2004 гг. Одну объединенную почвенную
Чернянский
50175
12,2 41,8
13,4
пробу (из 20…40 точечных) отбирали из пахотного
Шебекинский
64962
15,0 45,7
13,6
(0…25 см) слоя с площади 20 га. Валовое содержание
Яковлевский
13838
13,3 37,6
13,3
элементов определяли в соответствие с «МетодическиВ среднем по области 967715
13,5 44,0
14,3
Кларк по Виноградову
20
50
10
ми указаниями по определению ТМ в почвах сельско-
56
Достижения науки и техники АПК, №5-2012
НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
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
Рис. 3. Картосхема валового содержания свинца в почвах пашни, мг/кг:
– 15...18, (табл. 2).
Преобладающие в ле– 12...15,
– 9...12.
состепной зоне чернозёмы
типичные тяжелосуглинистые отличаются более легким
районов, а наименьшее (10,9…11,9 мг/кг) – в почвах
механическим составом (содержание физической глины
Краснояружского, Ракитянского и Старооскольского
в горизонте С – 58,8 %, в горизонте А – 56,4 %). Поэтому
районов. Средневзвешенное содержание свинца по
содержание микроэлементов в этих почвах значительобласти составляет 14,3 мг/кг, что выше кларка этого
Таблица 2. Валовое содержание микроэлементов в почвах различного но ниже, чем в чернозёмах
обыкновенных: цинка – на
механического состава
12,3 %, меди – на 31,2, свинГори- Глубина от- Доля физичеВаловое содержание, мг/кг
ца – на 14,2, кадмия – на 23,8,
зонт бора проб, см ской глины, %
Zn
Cu
Pb
Cd
Мn
Лугово-чернозёмная почва на древнеаллювиальных карбонатных
марганца – на 8,6 %. Ещё
отложениях (Белгородский район)
более низким содержанием
А
20…30
49,6
33,7
9,9
10,8
0,22
269
физической глины и микроСса
140…150
54,8
32,7
9,5
10,8
0,22
187
элементов характеризуется
Чернозём типичный тяжелосуглинистый (Белгородский район)
лугово-чернозёмная почва
А
5…15
56,4
12,7
0,32
44,9
12,8
404
(табл. 2).
Сса
130…140
58,8
43,8
11,3
12,8
0,30
306
Выводы. Таким образом,
Чернозём обыкновенный легкоглинистый (Ровеньский район)
Аса
15…25
66,8
51,2
18,6
14,8
0,42
442
на территории Белгородской
Сса
110…120
73,6
51,6
18,7
17,1
0,43
339
области наиболее высоким
валовым содержанием микроэлементов отличаются почвы степной зоны, предэлемента на 4,3 мг/кг (табл. 1; рис. 3).
ставленные в основном чернозёмами обыкновенными.
По данным локального мониторинга, проводимого
Самые низкие величины этих показателей отмечены в
на территории Белгородской области, валовое содерзападной части лесостепной зоны области, где прежание цинка и меди с глубиной почвенного профиля
обладают чернозёмы типичные и выщелоченные, для
имеет тенденцию к уменьшению, а содержание свинца
которых характерен более легкий механический состав.
существенно не изменяется [9, 10].
Региональные кларк цинка равен 44 мг/кг, меди – 13,5,
Варьирование концентрации микроэлементов в
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 (Cr, V, Ni, Mn, Zn, Cu, Co, Ti, Zr, Ga, Be, Sr, Ba, B, I, Mo) в чернозёмах
и серых лесных почвах Центрального Черноземья. – Воронеж: изд-во Воронежского государственного университета, 2003.
– 368 с.
8. Фоновий вмiст мiкроeлементiв у грунтах Украiни / за редакцiею А. I. Фатеева i Я.В. Пащенко. – Харкiв, 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.
Достижения науки и техники АПК, №5-2012
57
НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
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 of the 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
Е-mail: [email protected]
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 вермикомпостсодержащего 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-
58
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
PGPR-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
Достижения науки и техники АПК, №5-2012