УДК 547.992:631.42
Кулакова А.А.
Пугачева И.Г.
Белорусская государственная сельскохозяйственная академия
Пугачева И.Г.
Белорусская государственная сельскохозяйственная академия
Ключевые слова
почва, мезофауна, гуминовые кислоты, численность, масса, биоразнообразие, Life Force Group, Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids, Life Force Soil Conditioner Humate Balance, почвоулучшитель.
Аннотация
Изучены масса, численность и биоразнообразие почвенной мезофауны в насыпной торфяной и старопойменной дерново-карбонатной почвах.
Установлено положительное действие гуминовых продуктов на анализируемые признаки. На торфяной почве более эффективным оказалось внесение Life Force Soil Conditioner Humate Balance.
На более плодородной старопойменной почве наибольший эффект получен от внесения Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids.
Установлено положительное действие гуминовых продуктов на анализируемые признаки. На торфяной почве более эффективным оказалось внесение Life Force Soil Conditioner Humate Balance.
На более плодородной старопойменной почве наибольший эффект получен от внесения Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids.
Введение
Почва является важным звеном в цепи преобразований органических веществ, в ней начинается и заканчивается биогенный круговорот. При этом почва выполняет уникальную функцию по накоплению и снабжению растений необходимыми для них элементами питания и водой. Таким образом, продуктивность и устойчивость наземных экосистем очень сильно зависит от плодородия почвы. В свою очередь, плодородие почвы и процессы почвообразования зависят от обитающих в ней живых организмов.
Экологическому благополучию почвы препятствует деградация — совокупность процессов, которые приводят к изменению функций, количественному и качественному ухудшению свойств, постепенной утрате плодородия.
Проявление деградации в различных формах обусловлено несоблюдением норм и правил рационального использования и охраны земельных ресурсов. Увеличение площади экологически неустойчивых земель связано с действием водной и ветровой эрозии, дегумификации, переуплотнения, локального засоления, заболачивания, использования химических мелиорантов, содержащих токсические вещества, пестицидов на фоне слишком интенсивной хозяйственной деятельности [1].
Во многих случаях «чуткими» индикаторами изменения режима и свойств почв по сравнению с физико-химическими показателями являются педобионты. В целях биоиндикации активно применяется почвенная мезофауна, для которой почва выступает как среда обитания. Наибольшее влияние на педобионтов оказывают такие свойства почв, как гранулометрический состав и сложение почвы, содержание и характер растительных остатков, количество гумуса, величина рH, содержание карбонатов, гидрометрический и солевой режимы.
К мезофауне относятся среднего размера, хорошо заметные и известные многим почвенные животные. Наибольшее значение в почве имеют дождевые черви, многоножки, насекомые.
С дождевыми червями люди знакомы довольно хорошо. Их известно около 100 видов. Черви европейской фауны расселились по всей земле благодаря человеку, который культивировал в новых районах сельскохозяйственные растения, а в Европу, в свою очередь, проникли тропические виды в теплицы, оранжереи. Исключительно велика роль червей в почвообразовании.
Черви прокладывают в земле огромное количество ходов, затаскивают вглубь растительные остатки, выбрасывают на поверхность почву глубоких слоев. Если почва настолько плотная, что не может быть впрессована в стенки хода, черви пропускают землю через кишечник и часть выбрасывают на поверхность.
В наиболее благоприятных условиях (чаще всего это широколиственные леса) численность дождевых червей достигает 500−800 шт. на 1 м2, а биомасса равна 290 г [2].
Многоножки объединяют четыре самостоятельных класса трахейнодышащих членистоногих животных. Мелкие (несколько миллиметров длиной) симфилы могут быть хищниками, а могут питаться и гниющими тканями растений, и нежными проростками, иногда даже приносить вред.
Еще более мелкие пауроподы с ветвистыми усиками немногочисленны и не имеют существенного значения. Совсем иные животные — диплоподы, среди которых многим известны кивсяки. Они питаются мертвыми растительными остатками, вовлекая в почву листовой опад, способствуют его гумификации, их экскременты становятся мелкими зернистыми структурными элементами почвы. Кроме того, в своих твердых покровах они накапливают много углекислого кальция, который укрепляет водопрочность почвенной структуры.
Группа насекомых включает, по разным оценкам, 1−1,5 миллиона разных видов животных. У 95% из них жизненный цикл полностью или частично связан с почвой. Среди насекомых большое количество вредителей растений: проволочники, медведки, гусеницы совок, корневые тли, личинки майских жуков, личинки двукрылых: разнообразных мух и комаров [3, 4].
Одним из наиболее экологичных способов решения проблемы истощения почв, снижения плодородия, дегумификации и нарушения гумусового баланса может стать применение в сельском хозяйстве препаратов на основе гуминовых веществ, которые в максимальной концентрации представлены в окисленных породах лигнитов и суббитуминозных углей.
Целью исследования явилось выявление роли почвоулучшителей на основе гуминовых веществ в формировании численности и видового разнообразия мезофауны искусственной антропогенно- преобразованной и пойменной почв на северо-востоке Республики Беларусь.
Экологическому благополучию почвы препятствует деградация — совокупность процессов, которые приводят к изменению функций, количественному и качественному ухудшению свойств, постепенной утрате плодородия.
Проявление деградации в различных формах обусловлено несоблюдением норм и правил рационального использования и охраны земельных ресурсов. Увеличение площади экологически неустойчивых земель связано с действием водной и ветровой эрозии, дегумификации, переуплотнения, локального засоления, заболачивания, использования химических мелиорантов, содержащих токсические вещества, пестицидов на фоне слишком интенсивной хозяйственной деятельности [1].
Во многих случаях «чуткими» индикаторами изменения режима и свойств почв по сравнению с физико-химическими показателями являются педобионты. В целях биоиндикации активно применяется почвенная мезофауна, для которой почва выступает как среда обитания. Наибольшее влияние на педобионтов оказывают такие свойства почв, как гранулометрический состав и сложение почвы, содержание и характер растительных остатков, количество гумуса, величина рH, содержание карбонатов, гидрометрический и солевой режимы.
К мезофауне относятся среднего размера, хорошо заметные и известные многим почвенные животные. Наибольшее значение в почве имеют дождевые черви, многоножки, насекомые.
С дождевыми червями люди знакомы довольно хорошо. Их известно около 100 видов. Черви европейской фауны расселились по всей земле благодаря человеку, который культивировал в новых районах сельскохозяйственные растения, а в Европу, в свою очередь, проникли тропические виды в теплицы, оранжереи. Исключительно велика роль червей в почвообразовании.
Черви прокладывают в земле огромное количество ходов, затаскивают вглубь растительные остатки, выбрасывают на поверхность почву глубоких слоев. Если почва настолько плотная, что не может быть впрессована в стенки хода, черви пропускают землю через кишечник и часть выбрасывают на поверхность.
В наиболее благоприятных условиях (чаще всего это широколиственные леса) численность дождевых червей достигает 500−800 шт. на 1 м2, а биомасса равна 290 г [2].
Многоножки объединяют четыре самостоятельных класса трахейнодышащих членистоногих животных. Мелкие (несколько миллиметров длиной) симфилы могут быть хищниками, а могут питаться и гниющими тканями растений, и нежными проростками, иногда даже приносить вред.
Еще более мелкие пауроподы с ветвистыми усиками немногочисленны и не имеют существенного значения. Совсем иные животные — диплоподы, среди которых многим известны кивсяки. Они питаются мертвыми растительными остатками, вовлекая в почву листовой опад, способствуют его гумификации, их экскременты становятся мелкими зернистыми структурными элементами почвы. Кроме того, в своих твердых покровах они накапливают много углекислого кальция, который укрепляет водопрочность почвенной структуры.
Группа насекомых включает, по разным оценкам, 1−1,5 миллиона разных видов животных. У 95% из них жизненный цикл полностью или частично связан с почвой. Среди насекомых большое количество вредителей растений: проволочники, медведки, гусеницы совок, корневые тли, личинки майских жуков, личинки двукрылых: разнообразных мух и комаров [3, 4].
Одним из наиболее экологичных способов решения проблемы истощения почв, снижения плодородия, дегумификации и нарушения гумусового баланса может стать применение в сельском хозяйстве препаратов на основе гуминовых веществ, которые в максимальной концентрации представлены в окисленных породах лигнитов и суббитуминозных углей.
Целью исследования явилось выявление роли почвоулучшителей на основе гуминовых веществ в формировании численности и видового разнообразия мезофауны искусственной антропогенно- преобразованной и пойменной почв на северо-востоке Республики Беларусь.
Материалы исследований
При изучении почвенной мезофауны применяли общепринятые в почвенно-зоологических исследованиях методы послойной выборки почвенных проб размером 50×50 см в полевых условиях.
Раскопки проводились в сентябре 2017 г. на участках, где в начале вегетационного сезона (июнь) были внесены гуминовые продукты из расчета 300 кг/га. Повторность двукратная. В опыте использовали следующие гуминовые продукты:
Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids (ГП 1), состав:
сухое вещество 70%; органическое вещество от сухого вещества 80%; гуминовый экстракт от органического вещества 90%; гуминовые кислоты от гуминового экстракта 95%; фульфокислоты от гуминового экстракта 5%; азот органический от сухого вещества 1,3%; pH 5,7.
Life Force Soil Conditioner Humate Balance (ГП 2), состав:
сухое вещество 70%; органическое вещество от сухого вещества 75%; гуминовый экстракт от органического вещества 90%; гуминовые кислоты от гуминового экстракта 90%; фульфокислоты от гуминового экстракта 10%; азот органический от сухого вещества 1,3%; Р2О5 от сухого вещества 2%; К2О от сухого вещества 2,5%; pH 6,3.
В качестве контроля использовали участки, на которых гуминовые продукты не вносились. Опыт проводили в двух местах: на нарушенной с насыпным торфяным верхним слоем мощностью 0,2 м дерново-подзолистой суглинистой почве и на дерново-карбонатной типичной глеевой суглинистой старопойменной высокогумусированной, развивающейся на песчанисто-суглинистом дерновом аллювии в окрестностях г. Горки Могилевской области Республики Беларусь.
Культурные растения на опытных участках не высаживали. Сорняки удаляли по мере роста при помощи мотыги. Численность почвенных беспозвоночных определяли методом прямого учета — количество учитываемых объектов (экземпляров) на единицу площади (0,25 м2) поверхности почвы. Статистическую обработку полученных результатов проводили методом однофакторного дисперсионного анализа.
Раскопки проводились в сентябре 2017 г. на участках, где в начале вегетационного сезона (июнь) были внесены гуминовые продукты из расчета 300 кг/га. Повторность двукратная. В опыте использовали следующие гуминовые продукты:
Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids (ГП 1), состав:
сухое вещество 70%; органическое вещество от сухого вещества 80%; гуминовый экстракт от органического вещества 90%; гуминовые кислоты от гуминового экстракта 95%; фульфокислоты от гуминового экстракта 5%; азот органический от сухого вещества 1,3%; pH 5,7.
Life Force Soil Conditioner Humate Balance (ГП 2), состав:
сухое вещество 70%; органическое вещество от сухого вещества 75%; гуминовый экстракт от органического вещества 90%; гуминовые кислоты от гуминового экстракта 90%; фульфокислоты от гуминового экстракта 10%; азот органический от сухого вещества 1,3%; Р2О5 от сухого вещества 2%; К2О от сухого вещества 2,5%; pH 6,3.
В качестве контроля использовали участки, на которых гуминовые продукты не вносились. Опыт проводили в двух местах: на нарушенной с насыпным торфяным верхним слоем мощностью 0,2 м дерново-подзолистой суглинистой почве и на дерново-карбонатной типичной глеевой суглинистой старопойменной высокогумусированной, развивающейся на песчанисто-суглинистом дерновом аллювии в окрестностях г. Горки Могилевской области Республики Беларусь.
Культурные растения на опытных участках не высаживали. Сорняки удаляли по мере роста при помощи мотыги. Численность почвенных беспозвоночных определяли методом прямого учета — количество учитываемых объектов (экземпляров) на единицу площади (0,25 м2) поверхности почвы. Статистическую обработку полученных результатов проводили методом однофакторного дисперсионного анализа.
Результаты исследований
В результате изучения почвенных беспозвоночных выявлены следующие почвенно-зоологические комплексы мезофауны, представленные геобионтами и геофилами: дождевые черви (Lumbricidae, Enchytraeidae), многоножки (Diplopoda и Chilopoda), личинки жесткокрылых (Сoleoptera), муравьи, клещи, пауки.
В табл. 1 представлены результаты подсчета числа обнаруженных видов, масса дождевых червей, их количество, средняя длина одной особи по трем анализируемым горизонтам почвы глубиной 0−10 см, 10−20 см, 20−30 см на старопойменной почве.
В табл. 1 представлены результаты подсчета числа обнаруженных видов, масса дождевых червей, их количество, средняя длина одной особи по трем анализируемым горизонтам почвы глубиной 0−10 см, 10−20 см, 20−30 см на старопойменной почве.
Таблица 1
Наибольшее видовое разнообразие наблюдалось в контрольном варианте опыта — 10 видов. При внесении почвоулучшителей отмечено присутствие шести (ГП 1) и восьми (ГП 2) различных видов живых организмов. В анализируемых вариантах опыта встречались дождевые черви 2−3 видов.
Во всех изучаемых вариантах опыта наибольшая масса дождевых червей отмечалась в верхнем почвенном слое со снижением до 3−25 раз в слое 10−20 см. Масса дождевых червей на глубине 20−30 см существенно не отличалась от значения этого признака на глубине 10−20 см. Аналогичная закономерность отмечена при анализе численности червей.
При внесении ГП 1 масса дождевых червей в пересчете на 1 м2 составила 107,6 г, в контроле — 106 г, в варианте с добавлением ГП 2 — 84 г.
Максимальная численность дождевых червей также зафиксирована при внесении ГП 1 — 276 особей/м2; в контроле — 244 особи/м2; в варианте с внесением ГП 2 обнаружено 116 особей в пересчете на 1 м2.
Максимальное значение признака «средняя длина» особи получено в контрольном варианте. В вариантах опыта с внесением гуминовых продуктов длина дождевых червей была на 1,6 и 2,7 см меньше, чем в контроле.
В табл. 2 отражены результаты разбора проб насыпной торфяной почвы.
Во всех изучаемых вариантах опыта наибольшая масса дождевых червей отмечалась в верхнем почвенном слое со снижением до 3−25 раз в слое 10−20 см. Масса дождевых червей на глубине 20−30 см существенно не отличалась от значения этого признака на глубине 10−20 см. Аналогичная закономерность отмечена при анализе численности червей.
При внесении ГП 1 масса дождевых червей в пересчете на 1 м2 составила 107,6 г, в контроле — 106 г, в варианте с добавлением ГП 2 — 84 г.
Максимальная численность дождевых червей также зафиксирована при внесении ГП 1 — 276 особей/м2; в контроле — 244 особи/м2; в варианте с внесением ГП 2 обнаружено 116 особей в пересчете на 1 м2.
Максимальное значение признака «средняя длина» особи получено в контрольном варианте. В вариантах опыта с внесением гуминовых продуктов длина дождевых червей была на 1,6 и 2,7 см меньше, чем в контроле.
В табл. 2 отражены результаты разбора проб насыпной торфяной почвы.
Таблица 2
Наибольшее видовое разнообразие наблюдали на участке с внесением ГП 2 — 4 вида. В два раза меньше видов обнаружено в контрольном варианте и при использовании ГП 1. Дождевые черви одного вида обнаружены во втором варианте опыта. В первом и третьем вариантах встречались дождевые черви двух видов.
Во всех изучаемых вариантах опыта наибольшая масса дождевых червей отмечалась в верхнем почвенном слое со снижением до 6−9 раз в слое 10−20 см. Глубже располагался плотный глинистый грунт, который не разрушался при помощи лопаты, поэтому анализ заселенности его живыми организмами не представлялся возможным. Такая же закономерность отмечена при анализе численности червей.
При внесении ГП 2 масса дождевых червей в пересчете на 1 м2 составила 36,8 г, в контроле — 26,4 г, в варианте с добавлением ГП 1 — 5,2 г.
Максимальная численность дождевых червей также зафиксирована при внесении ГП 2 — 52 особи/м2; в контроле — 42 особи/м2; в варианте с внесением ГП 1 обнаружено 20 особей в пересчете на квадратный метр.
Положительное влияние гуминовых продуктов отмечено на увеличение признака «средняя длина». В этих вариантах опыта дождевые черви были на 0,5 и 1,7 см длиннее, чем в контроле.
Наличие личинок майского хруща и проволочников на участках внесения ГП 1 и ГП 2 свидетельствует о более благоприятных условиях для их развития по сравнению с контролем.
Во всех изучаемых вариантах опыта наибольшая масса дождевых червей отмечалась в верхнем почвенном слое со снижением до 6−9 раз в слое 10−20 см. Глубже располагался плотный глинистый грунт, который не разрушался при помощи лопаты, поэтому анализ заселенности его живыми организмами не представлялся возможным. Такая же закономерность отмечена при анализе численности червей.
При внесении ГП 2 масса дождевых червей в пересчете на 1 м2 составила 36,8 г, в контроле — 26,4 г, в варианте с добавлением ГП 1 — 5,2 г.
Максимальная численность дождевых червей также зафиксирована при внесении ГП 2 — 52 особи/м2; в контроле — 42 особи/м2; в варианте с внесением ГП 1 обнаружено 20 особей в пересчете на квадратный метр.
Положительное влияние гуминовых продуктов отмечено на увеличение признака «средняя длина». В этих вариантах опыта дождевые черви были на 0,5 и 1,7 см длиннее, чем в контроле.
Наличие личинок майского хруща и проволочников на участках внесения ГП 1 и ГП 2 свидетельствует о более благоприятных условиях для их развития по сравнению с контролем.
Заключение
При анализе почвенной мезофауны установлено, что видовое разнообразие этой группы организмов богаче на более плодородной старопойменной почве по сравнению с искусственно созданной торфяной.
Положительное действие гуминовых продуктов на массу и численность педобионтов в значительной степени проявляется в сравнительно неоптимальных условиях искусственно созданной насыпной почвы. При этом более эффективным оказалось внесение Life Force Soil Conditioner Humate Balance (ГП 2).
На более плодородной старопойменной почве наибольший эффект получен от внесения Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids (ГП 1), о чем свидетельствует повышение массы и численности дождевых червей.
Положительное действие гуминовых продуктов на массу и численность педобионтов в значительной степени проявляется в сравнительно неоптимальных условиях искусственно созданной насыпной почвы. При этом более эффективным оказалось внесение Life Force Soil Conditioner Humate Balance (ГП 2).
На более плодородной старопойменной почве наибольший эффект получен от внесения Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids (ГП 1), о чем свидетельствует повышение массы и численности дождевых червей.
Список литературы
1. Охрана окружающей среды и энергосбережение в сельском хозяйстве: учебник / А. В. Кильчевский [и др.]; под ред. А. В. Кильчевского. – Минск: РИПО, 2017. – 335 с.
2. Максимова С.Л., Гурина Н.В. Дождевые черви (Lumbricidae) фауны Беларуси: справочник-определитель. – Минск : Белорусская наука, 2014. – 61 с.
3. Циприян В.И., Коршун М.М., Дацюк Д.Е. Экотоксикологическая оценка качества почвы // Гигиена и сан. – 1993. – № 1. – С. 25–28.
4. Чернова Н.М., Максимова Н.М., Былова А.М. Общая экология: учебник. – М.: Дрофа, 2004. – 416 с.
2. Максимова С.Л., Гурина Н.В. Дождевые черви (Lumbricidae) фауны Беларуси: справочник-определитель. – Минск : Белорусская наука, 2014. – 61 с.
3. Циприян В.И., Коршун М.М., Дацюк Д.Е. Экотоксикологическая оценка качества почвы // Гигиена и сан. – 1993. – № 1. – С. 25–28.
4. Чернова Н.М., Максимова Н.М., Былова А.М. Общая экология: учебник. – М.: Дрофа, 2004. – 416 с.
Status of pedobionts on artificial anthropogenous-converted and alluvial soil after application of humic products
Kulakova A.A., Pugacheva I.G.
Belarus State Agricultural Academy
Keywords: soil, mesofauna, humic acids, amount, mass, bio- diversity, Life Force Group, Life Force LLC, Life Force company, Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids, Life Force Soil Conditioner Humate Balance, soil conditioner.
The mass, amount and biodiversity of soil mesofauna in imitation peat soil and old-floodplain-sod-carbonate soil were studied.
The positive effect of humic acids on the analyzed characteristics was established. The application of Life Force Soil Conditioner Humate Balance was more effective on peat soil.
On the old-floodplain soil, which is more fertile, the greatest effect is obtained by application of Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids.
Belarus State Agricultural Academy
Keywords: soil, mesofauna, humic acids, amount, mass, bio- diversity, Life Force Group, Life Force LLC, Life Force company, Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids, Life Force Soil Conditioner Humate Balance, soil conditioner.
The mass, amount and biodiversity of soil mesofauna in imitation peat soil and old-floodplain-sod-carbonate soil were studied.
The positive effect of humic acids on the analyzed characteristics was established. The application of Life Force Soil Conditioner Humate Balance was more effective on peat soil.
On the old-floodplain soil, which is more fertile, the greatest effect is obtained by application of Life Force Soil Conditioner Natural Humic Acids.
Для цитирования
Кулакова А.А., Пугачева И.Г. / Состояние педобионтов на искусственной антропогенно преобразованной и пойменной почвах при использовании гуминовых продуктов // Основы и перспективы органических биотехнологий. 2018. № 1.
https://organic-academy.online/vypusk-1-2018
https://organic-academy.online/vypusk-1-2018
For citation
Kulakova A.A., Pugacheva I.G. / Status of pedobionts on artificial anthropogenous-converted and alluvial soil after application of humic products // Osnovy i perspektivy organicheskikh biotekhnologiy = Fundamentals and perspectives of organic biotechnologies. 2018;(1): In Russ.
https://organic-academy.online/vypusk-1-2018
https://organic-academy.online/vypusk-1-2018