МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЕННЫХ ФРАКЦИЙ И ИХ БУФЕРНОСТЬ КАК КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛОДОРОДИЯ АГРОСЕРОЙ ПОЧВЫ К ПОДКИСЛЕНИЮ
Authors: Ф.Ю. Бобраков , Р.Н. Ушаков , А.В. Ручкина 
Published: October 2024

Проблема и цель. Цель исследований – определение микробиологической активности почвенных фракций, а также их буферности и устойчивости плодородия агросерой почвы к подкислению. Задачи: оценить целесообразность использования некоторых агрохимических показателей, характеризующих их трофность, сорбционной емкости к ионам водорода, микробиологической активности для дополнительной к существующим критериям оценки устойчивости почвы (на примере агросерой) к подкислению. В современных условиях агротехногенеза агросерой почвы вынос тонких фракций неизбежен. Их следует рассматривать в качестве материальных носителей механизмов устойчивости почвы в целом. Методология. Для определения микробиологической активности отдельных почвенных фракций из почвенных образцов опытного участка с агросерой суглинистой почвой с содержанием гумуса около 2 % в соответствии с ГОСТ 12536-2014 выделяли песчаные частицы, пылеватые и глинистые частицы ситовым методом. Для изучения устойчивости почвы к подкислению использовали биодиагностический метод с определением разных групп микроорганизмов на соответствующих питательных средах. Имитировали четыре уровня подкисления соляной кислотой с концентрацией 0,015 мМ/л, 0,049 и 0,121 мМ/л. Контроль – без подкисления. Повторность трехкратная. Для посевов микроорганизмов были выбраны следующие среды: грибы – среда Сабуро; аммонификаторы – МПА; целлюлозоразлагающие бактерии – МПА; актиномицеты – Czapek Dox-агар. Математическую обработку результатов исследований проводили с помощью компьютерной программы STATISTICA 10. Результаты. Устойчивость по отношению к подкислению оценивали по количеству адсорбированных ионов водорода (ΔС[Н+]) – емкость буферности, рассчитанная по формуле ΔС[Н +] = С[Н +]+ +С[Н +]o–С[Н +]i. Для определения исходной (С[Н +]o) и равновесной концентрации (С[Н +]i) использовали солевую вытяжку. Кислотная нагрузка (С[H+]) составила 0; 10; 20; 30; 40; 50; 60 и 70 моль/л∙10–6. Результаты исследований показали тесную достоверную (при р<0,01) корреляционную зависимость содержания гумуса (r=0,9) и обменного калия (r=0,9) от содержания тонких фракций (в совокупности физическая глина). Установлена параболическая зависимость сорбционной емкости от величины нагрузки. Для содержания физической глины 5 %: Y=12+0,1X-0,005X², 20 %: Y=11+0,6X-0,007X², 50 %: Y=-8+1,7X-0,014X². По уравнениям рассчитаны значения кислотной нагрузки, при которой достигается максимальная величина ∆С[H+]. Для варианта содержания физической глины 5 % она составила 11 моль/л ∙10–6 (∆С[H+] =12), 20 % – 43 (∆С[H+] =23) и 50 % – 61 моль/л ∙10–6 (∆С[H+]=44). Заключение. Установлен диагностический статус активности разных групп микроорганизмов для определения потенциала устойчивости почвы. Тонкие фракции одновременно буферируют кислотную нагрузку на почву и оказывают средообразующий эффект на живое вещество почвы.

Problem and purpose. The purpose of the research is to determine the microbiological activity of soil fractions, as well as their buffering capacity and the stability of the fertility of agro-gray soil to acidification. Objectives: to evaluate the feasibility of using some agrochemical indicators that characterize their trophicity, sorption capacity for hydrogen ions, microbiological activity in addition to existing criteria for assessing soil resistance (using agrosulfur as an example) to acidification. In modern conditions of agrotechnogenesis of agro-gray soil, the removal of fine fractions is inevitable. They should be considered as material carriers of soil stability mechanisms as a whole. Methodology. To determine the microbiological activity of individual soil fractions, sand particles, silt and clay particles were isolated from soil samples of the experimental plot with agro-gray loamy soil with a humus content of about 2 % in accordance with GOST 12536-2014 using the sieve method. To study soil resistance to acidification, a biodiagnostic method was used to determine different groups of microorganisms on appropriate nutrient media. Four levels of acidification with hydrochloric acid with concentrations of 0.015 mmol/l, 0.049 and 0.121 mmol/l were simulated. Control – no acidification. Repeat 3 times. The following media were chosen for inoculating microorganisms: fungi – Sabouraud’s medium; ammonifiers – MPA; cellulose-decomposing bacteria – MPA; actinomycetes – Czapek Dox agar. Mathematical processing of the research results was carried out using the STATISTICA 10 computer program. Results. Resistance to acidification was assessed by the number of adsorbed hydrogen ions (ΔC[H+]) - buffering capacity, calculated by the formula ΔС [H +] = C[H +]+C[H +]o–C[H + ]i To determine the initial (C[H +] o) and equilibrium concentrations (C[H +]i), a salt extract was used. Acid load (C[H+]) was 0; 10; 20; thirty; 40; 50; 60 and 70 mol/l ∙10–6. The research results showed a close, reliable (at p<0.01) correlation dependence of the humus content (r=0.9) and exchangeable potassium (r=0.9) on the content of fine fractions (collectively physical clay). A parabolic dependence of the sorption capacity on the load value was established. For physical clay content 5 % – Y=12+0.1X-0.005X²,20 % – Y=11+0.6X-0.007X2 , 50% – Y=-8+1.7X-0.014X2 . The equations were used to calculate the values of the acid load at which the maximum value of ∆C[H+] is achieved. For the variant of physical clay content of 5 %, it was 11 mol/l ∙10–6 (∆С[H+] =12), 20 % – 43 (∆С[H+] =23) and 50 % – 61 mol/l ∙10 –6 (∆С[H+]=44). Conclusion. The diagnostic status of the activity of different groups of microorganisms has been established to determine the soil resistance potential. Fine fractions simultaneously buffer the acid load on the soil and have a media-forming effect on the living matter of the soil.