Влияние поверхностного переувлажнения на биологические свойства лугово-черноземных почв Каменной степи | Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Влияние поверхностного переувлажнения на биологические свойства лугово-черноземных почв Каменной степи

О. В. Кутовая1, А. К. Тхакахова1, Ю. И. Чевердин2

1Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 119017, Россия, Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 2
2НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, 397463, Россия, Воронежская обл., Таловский р-н, п/о институт им. В.В. Докучаева, уч. № 2

Исследован ряд из трех почв, залегающих на широких плоских водоразделах с суффозионными западинами (Каменная степь, Таловский район, Воронежская обл., Россия) и отличающихся проявлением избыточного сезонного увлажнения: чернозем миграционно-мицелярный (Haplic Chernozem (Clayic, Pachic)) на выпуклом элементе микрорельефа; чернозем глинисто-иллювиальный элювиированный глубокослабоглееватый (Luvic Stagnic Phaeozem (Clayic, Pachic)) в мелкой западине с сезонным затоплением до двух недель в год; чернозем глинисто-иллювиальный квазиглеевый элювиированный слитизированный (Luvic Vertic Stagnic Phaeozem (Epiloamic, Endoclayic, Pachic)) в глубокой западине с сезонным затоплением от одного до трех месяцев. Исследовали комплекс эколого-трофических групп микроорганизмов (амилолитики, актиномицеты, микромицеты, денитрификаторы и аэробные азотфиксаторы) по профилю почв при одновременном отборе образцов в конце лета (август). Установлено, что избыточное увлажнение влияет на следующие группы микроорганизмов: микроскопические грибы (сухопутные аэробные микроорганизмы), актиномицеты (континентальная ветвь прокариот широкой экологической амплитуды), денитрификаторы (типичные анаэробные формы). Численность микромицетов снижается от 5.6 до 3.5 lg КОЕ/г почвы по мере нарастания анаэробных условий, актиномицетов – возрастает до 4.2 lg КОЕ/г почвы во влажных горизонтах гидроморфных разновидностей черноземов, денитрификаторы проявляют свою активность (2.5–3.6 lg КОЕ/г почвы) только в почвах западин со следами сезонного затопления. Длительность сезонного увлажнения является фактором изменения структуры микробного сообщества и выражается в смене доминантов в группах микроорганизмов. Соотношение групп микроорганизмов потенциально можно использовать для оценки степени аэробных/анаэробных условий среды обитания почв степной зоны.

Ключевые слова: гидроморфизм, биологическая активность, микробиоценоз, микроорганизмы-индикаторы.

DOI: 10.19047/0136-1694-2016-82-56-70


EFFECTS OF SURFACE FLOODING ON BIOLOGICAL PROPERTIES OF MEADOW-CHERNOZEMS IN KAMENNAYA STEPPE

O. V. Kutovaya1, A. K. Tkhakakhova1, Yu. I. Cheverdin2

1V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, 119017, Russia, Moscow, Pyzhevskii 7, bld. 2
Research Institute of Agriculture of the Central Black Earth strip the V.V. Dokuchaeva, 397463, Russia, Voronezh region., Talovskiy district, pos. 2 plots Institute. Dokuchaeva Quarter 5, 81

Under study were the soils developed in flat watersheds with suffusion depressions and subjected to excessive seasonal flooding in Kamennaya Steppe, Talov district and Voronezh region of Russia. Among them are migrational-mycellary chernozem (Haplic Chernozem (Clavic, Pachic) on convex microrelief elements, the clay-illuvial eluvial weakly gleyic chernozem (Luvic Stagnic Phaeozem (Clayic, Pachic) in shallow depressions with seasonal flooding for two weeks in a year and the clay-illuvial quasigley eluvial vertic chernozem (Luvic Vertic Stagnic Phaeozem (Epiloamic, Endoclayic, Pachic) in deep depressions with seasonal flooding in the period from one to three months. A complex of ecological-trophical groups of microorganisms (amilolytics, actinomyces, micromyces, denitrifiers and aerobic azotobacters) along the soil profile has been studied; soil sampling was taken at the end of the summer (in August). It is shown that the excessive surface flooding has a great influence on the following groups of microorganisms: microscopic fungi (dried aerobic microorganisms), actinomyces (continental branch of prokariot with wide ecological amplitude) and denitrifiers (typical anaerobic forms). The population of micromyces is decreasing from 5.6 to 3.5 lg KOE/g with increasing the anaerobic conditions, whereas actinomyces are increased reaching 4.2 lg KOE/g in moist horizons of hydromorphic chernozems; denitrifiers are rather active (2.5–3.6 lg КОЕ/g soil) only in soil of depressions with traces of seasonal flooding. The duration of seasonal flooding is a factor changing the structure of the microbial community in which the dominants are alternated in groups of microorganisms. The ratio between these groups of microorganisms can be used for assessing the aerobic/anaerobic conditions for their habitat in soils of the steppe zone.

Keywords: hydromorphism, biological activity, microbiocenosis, microorganisms-indicators.

DOI: 10.19047/0136-1694-2016-82-70-??


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    Брехова Л.И., Щеглов Д.И. Деградационные изменения водно-физических свойств черноземов ЦЧО в условиях интенсивного использования // Вестн. ВГУ. Сер. Химия, биология. 2001. № 2. С. 106–108.

2.   Вадюнина А.Ф., Корчагина 3.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.

3.   Зборищук Ю.Н., Зотова А.А. К гидроморфности черноземов Каменной Степи // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2006. № 2. С. 8–13.

4.   Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. 445 с.

5.   Ильина Т.К., Фомина О.М. Авторское свидетельство № 113328а от 30.06.83. Питательная среда для культивирования почвенных микроорганизмов.

6.   Казеев К.Ш., Стрелкова В.И. Влияние затопления растворами минеральных солей на биологические свойства черноземов Юга России // Черноземы центральной России: генезис, география, эволюция. Воронеж, 2004. С. 354–358.

7.   Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

8.   Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 223 с.

9.   Козлова А.А. Сезонные изменения водно-температурного режима почв Приангарья, осложненных палеокриорельефом // Актуальные вопросы биологии в Байкальском регионе: Мат-лы межд. конф. Иркутск, 2009. Вып. 2. С. 6–10.

10. Полевой определитель почв России. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.

11. Практикум по микробиологии / Под ред. Егорова Н.С. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1976. 307 с.

12. Сорокина Н.П., Иванов А.М., Ремезов В.И. Использование детальных агроэкологических карт для построения региональных моделей плодородия // География и картография почв. М., 1993. С. 262–268.

13. Стрелкова В.И. Влияние переувлажнения и засоления на биологические свойства почв юга России: Автореф. … к. б. н. Ростов-на-Дону, 2006. 24 с.

14. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. М.: Дрофа, 2005. 256 с.

15. Федотова А.В., Стрелков С.П., Сорокин А.П. Пространственное варьирование физических свойств в бурых аридных почвах дельты Волги // Проблемы региональной экологии и природопользования. Естественные науки. 2011. № 2 (35). С. 95–105.

16. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И. Причины возникновения и география временно переувлажненных и затопленных почв Каменной Степи // Бюл. Почв. ин-та. 2007. Вып. 59. С. 3–13.

17. Хитров Н.Б., Чевердин Ю.И., Чижикова Н.П., Роговнева Л.В. Почвы Каменной Степи, имеющие признаки слитогенеза (вертигенеза) // Бюл. Почв. ин-та. 2013. Вып. 72. С. 3–25.

18. Шеин Е.В., Русанов А.М., Анилова Л.В., Достова Т.М. Изменение водного режима чернозема типичного при формировании на его поверхности пирогенного слоя // Вестн. ОГУ. 2012. № 10(146). С. 112–116.

19. World reference base for soil resources 2014.. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome, 2014. 181 p.