Мониторинг
ферментативной
активности
уреазы в серых
лесных почвах
Верхневолжья

южных Ростовской области / К. Ш. Казе-ев, Г.В. Мокриков, Ю.В. Акименко и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 1. С. 7-11.

11. Власенко А. Н., Кудашкин П. И., Власенко Н. Г. Влияние ресурсосберегающих технологий на содержание гумуса в черноземе выщелоченном северной лесостепи Западной Сибири // Земледелие. 2020. № 5. С. 3-5.

12. Changes in the fractional composition of organic matter in the soils of the forest-steppe zone during their postagrogenic evolution / L. A. Ovsepyan, I. N. Kurganova, V. O. Lopes De Gerenyu, et al. // Eurasian soil science. 2020. T. 53. № 1. P. 50-61.

13. Эффективность различных способов основной обработки почвы и прямого посева при возделывании озимой пшеницы на черноземных почвах / Д. В. Дубовик, В. И. Лазарев, А. Я. Айдиев и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 12. С. 26-29.

14. Черкасов Г. Н., Пыхтин И. Г., Гостев А. В. Ареал применения нулевых и поверхностных обработок при возделывании колосовых культур на территории Европейской части Российской Федерации // Земледелие. 2017. № 2. С. 10-14.

15. Синещеков В. Е., Васильева Н. В., Дудкина Е. А. Экономическая эффективность производства зерна // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2018. Т. 13. № 4 (51). С. 160-167.

16. Усенко С.В., Усенко В.И. Реакция гороха на условия увлажнения, приемы основной обработки почвы, минеральные удобрения и средства защиты растений // Достижения науки и техники АПК. 2018. № 11. С. 14-17.

17. Усенко С. В., Усенко В. И., Гаркуша

A. А. Эффективность приемов обработки почвы и средств интенсификации на яровой пшенице в зависимости от метеоусловий и предшественника в лесостепи Алтайского Приобья // Земледелие. 2019. № 5. С. 16-21.

18. Отзывчивость овса на удобрения в зависимости от обработки почвы и уровня защиты культур полевого севооборота в лесостепи Алтайского Приобья / С. В. Усенко, В. И. Усенко, А. А. Гаркуша и др. // Земледелие. 2020. № 1. С. 44-48.

19. Продуктивность агроценозов и качество зерна пшеницы в зависимости от обработки почвы и средств интенсификации / В. И. Усенко, С. В. Усенко, В. П. Олешко и др. // Земледелие. 2018. № 8. С. 30-33.

20. Средообразующая роль фитоса-нитарных культур, возделываемых по No-till технологии, в севооборотах / А. Н. Власенко, Н. Г. Власенко, П. И. Кудашкин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 6. С. 5-9.

21. Поляков Д. Г., Бакиров Ф. Г. Органическая мульча и No-till в земледелии: обзор зарубежного опыта // Земледелие. 2020. № 1. С. 3-7.

22. Оценка степени физической деградации и пригодности черноземов к минимизации основной обработки почвы / Т. А. Трофимова, С.И. Коржов,

B. А. Гулевский и др. // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1125-1131.

Humus content in leached chernozem depending on crop rotation, soil treatment system and fertilizers in the forest-steppe of the South of Western Siberia

V. I. Usenko, S. V. Usenko, T. A. Litvintseva

Federal Altai Scientific Center of Agrobiotechnologies, Nauchnyi gorodok, 35, Barnaul, 656910, Russian Federation

Abstract. We study the influence of crop rotation, soil treatment systems and fertilizers on the content of humus in leached medium-thick medium-loamy chernozem. The work was performed in the Altai Territory in a stationary multi-factor field experiment with the following design. Factor A was crop rotation: permanent wheat, a field crop rotation. Factor B was soil treatment: without treatment (no-till), shallow blade cultivation at 14-16 cm, deep blade cultivation at 25-27 cm. Factor C was fertilizer: without fertilizers, ammophos during seeding, ammonium nitrate before seeding (ammophos for pea) + ammophos during seeding. The humus content (according to Tyurin) in the arable (0-20 cm) soil layer was 3.80%, the content of mobile phosphorus and potassium (according to Chirikov) - 200 and 180 mg/kg, respectively. The humus content was determined in soil sampled from the arable (0-20) and subsurface (20-40 cm) layers in 2019 after three rotations in the final crop rotation field and under permanent wheat. The variation in the value of this indicator in the topsoil is determined by the influence of crop rotation (42.7%) and tillage (38.0%), in the subsoil - mainly by the influence of crop rotation (66.0%) and to a lesser degree - by tillage (17.0%). Refusal of crop rotation during the transition to permanent wheat is accompanied by a decrease in the humus content in the arable and subsoil layers from 4.19 to 3.70% and from 3.89 to 3.18%, respectively, and the replacement of deep cultivation by shallow one and no-till is accompanied by its increase from 3.65% to 3.95% and4.22% and from 3.28% to 3.66% and 3.66%. The influence of cultivation on the humus content in the arable layer under crops of crop rotation was stronger than in the subsoil and under permanent wheat. Fertilizers did not have a significant effect on the humus content in the soil.

Keywords: humus content; crop rotation; permanent culture; tillage; direct seeding; fertilizers.

Author details: V. I. Usenko, D. Sc. (Agr.), chief research fellow (e-mail: usenko.001@ mail.ru); S. V. Usenko, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; T. A. Litvintseva, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow.

For citation: Usenko VI, Usenko SV, Litvintseva TA [Humus content in leached chernozem depending on crop rotation, soil treatment system and fertilizers in the forest-steppe of the South of Western Siberia]. Zemledelie. 2020. (6):18-21. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10604.

СсИ 10.24411/0044-3913-2020-10605 УДК 631.465/445.25

Мониторинг ферментативной активности уреазы в серых лесных почвах Верхневолжья

М. К. ЗИНЧЕНКО, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: popel62@yndex.ru) С. И. ЗИНЧЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора Верхневолжский федеральный аграрный научный центр, ул. Центральная, 3, пос. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация

Исследования проводили с целью мониторинга активности уреазы в пахотной серой лесной слабооподзоленной средне-суглинистой почве. Работу осуществляли в 2012-2018 гг. во Владимирской области в многофакторном полевом опыте на следующих фонах применения минеральных и органоминеральных удобрений: низкий -навоз 40 т/га; интенсивный - N100Pa0K160 + навоз 40 т/га; интенсивный минеральный -N350P22CK390; интенсивный органоминераль-ный - N310P150K310 + навоз 60 т/га; высокоинтенсивный минеральный - N480P280K575; высокоинтенсивный органоминеральный -N430P160K360+навоз 80 т/га (количество удобрений приведено за ротацию 6-польного севооборота). Содержание гумуса в пахотном слое (0...20 см) почвы составляло 3,9...4,2 %, подвижного фосфора - 100... 150 мг/кг, обменного калия-100.120 мг/ кг, pHKCI - 5,9.6,1 ед. Природный аналог почвы отбирали на сопредельном с опытом участке многолетней залежи. Выявлен устойчивый тренд увеличения активности уреазы в конце июня - июле на всех фонах интенсификации. На органоминеральных фонах наблюдали достоверно более высокую уреазную активность, по сравнению с минеральными: в среднем соответственно 0,22.0,30 и 0,15.0,18 мг N-NH/г почвы за 4 часа (НСРС5 = 0,08). Выявлена тесная положительная связь между активностью уреазы и численностью бактерий, трансформирующих азот органических остатков (аминогетеротрофов) - r = 0,85. Ферментативная трансформация мочевины более активно протекала на органоминеральных фонах с плоскорезной обработкой. В этом варианте при внесении 60 т/га навоза она была в среднем на 26 % выше, чем по отвальной вспашке. Самую высокую скорость разложения мочевины при оценке активности уреазы экспресс-методом Т. В. Аристовской отмечали в почве залежи и на высокоинтенсивном органоминераль-

Ы (D 3 ü

(D

д

(D

5

(D

О)

О м о

ном фоне. Наименьшей она была на низком и высокоинтенсивном минеральном фоне. Результаты мониторинга фермента могут быть использованы при агроэкологической диагностике состояния агроландшафтов.

Ключевые слова: ферментативная активность уреазы, агроландшафты, серая лесная почва, фон интенсификации, трансформация мочевины.

Дляцитирования:ЗинченкоМ. К., Зин-ченко С. И. Мониторинг ферментативной активности уреазы в серых лесных почвах Верхневолжья // Земледелие. 2020. № 6. С. 21-24. бо1: 10.24411/0044-3913-202010605.

Обработка почвы, регулярное отторжение урожая и массовое применение средств химизации обусловили серьезные нарушения функций почвы по поддержанию своего плодородия [1, 2].

Снижение продуктивности сельскохозяйственных культур указывает на потерю стабильности агроэкосистемы. Однако это уже конечная стадия ее реакции на антропогенное воздействие, которой предшествуют изменения физико-химических свойств почвы, сбалансированности биохимических процессов, фитотоксической активности микробных сообществ [3]. Такие традиционно используемые в последние годы характеристики, как содержание подвижных и валовых форм питательных элементов, уровень кислотности, общая порозность и др., а также средние показатели биологической продуктивности, свидетельствуют скорее об уровне эффективного плодородия почвы, а не об экологической направленности ее трансформации в сторону деградации или повышения потенциального плодородия. В связи с этим одним из основных вопросов адаптивно-ландшафтного земледелия и современной экологии почвы становится возможность оценки и прогнозирования изменений, происходящих в почвах агроландшафтов, вовлеченных в интенсивное сельскохозяйственное использование.

Ферментативная активность - важная характеристика плодородия почвы и чувствительный экологический и агрономический индикатор последствий агротехнического воздействия на нее [4, 5]. Гидролитический фермент уреаза участвует в регуляции азотного обмена в почве. Он катализирует гидролиз мочевины до аммиака и углекислого газа, вызывая ^ гидролитическое расщепление связи ° между азотом и углеродом в молекулах «о органического вещества (ЫН2-СО-ЫН2 ^ 2ЫИ3 + С02). Мочевина в почву по-о падает в составе растительных остат-| ков, навоза и как азотное удобрение.

Кроме того, она образуется в почве  в качестве промежуточного продукта 5 в процессе превращения азотистых $ органических соединений - белков и

нуклеиновых кислот. Продукт гидролиза мочевины - аммиак - служит непосредственным источником азотного питания для высших растений. В связи с широким применением мочевины в качестве азотного удобрения, вопросы, связанные с ее превращениями под действием уреазы, актуальны и значимы.

Цель исследований - мониторинг активности уреазы в серых лесных почвах Верхневолжья для агроэкологической диагностики состояния агроценозов.

Работу проводили в 2012-2018 гг. в стационарном многофакторном полевом опыте по изучению и усовершенствованию адаптивно-ландшафтных систем земледелия в зоне Владимирского ополья, заложенном в 1996 г в отделе земледелия Верхневолжского ФАНЦ. Объект исследований - серая лесная слабооподзоленная среднесу-глинистая почва. Содержание гумуса в пахотном слое (0.. .20 см) варьирует от 3,9 до 4,2 % (по Тюрину), подвижного фосфора (по Кирсанову) - от 100 до 150 мг/кг, обменного калия (по Мас-ловой) - от 100 до 120 мг/кг, рНКС| - от 5,9 до 6,1 ед.

Мониторинг ферментативной активности уреазы проводили на следующих фонах применения минеральных и органоминеральных удобрений: низкий (Н) - навоз 40 т/га полной дозой; интенсивный (И) - М100Р80К160 + навоз 40 т/га; интенсивный минеральный (ИМ) - М350Р220К390; интенсивный орга-номинеральный (ИОМ) - М310Р150К310 + навоз 60 т/га; высокоинтенсивный минеральный (ВИМ) - ^80Р280К575; высокоинтенсивный органомине-ральный (ВИОМ) - М430Р160К360 + навоз 80 т/га. Количество минеральных и органических удобрений приведено за ротацию 6-польного севооборота (викоовсяная смесь - многолетние травы 1 г п. - многолетние травы 2 г п. - озимая пшеница - картофель -яровая пшеница).

Навоз вносили 1 раз в ротацию севооборота в дозах согласно схеме опыта, минеральные удобрения -ежегодно как основное удобрение (калийные и фосфорные - осенью, азотные - весной). В качестве минеральных удобрений применяли двойной суперфосфат, аммиачную селитру и калий хлористый.

Почвенные образцы для ферментативного анализа отбирали в мае, июле и сентябре из слоя 0.20 см. В мае их отбор осуществляли после основных агротехнических мероприятий (внесение азотных удобрений и посев). Образцы почвы природных аналогов отбирали на сопредельном с опытом участке многолетней залежи.

Активность уреазы по слоям серой лесной почвы до глубины 100 см

определяли на участке многолетней залежи в 2015 г В качестве основных методов ее исследования использовали колориметрический метод Т. В. Щербаковой [6] и экспресс-метод Т. В. Аристовской [7]. Первый основан на измерении количества аммиака, образующегося при гидролизе мочевины, путем образования окрашенных соединений с реактивом Несслера, второй - на определении времени разложения внесенной в почву мочевины, которое фиксировали по увеличению щелочности паров, находящихся в равновесии с почвой в присутствии мочевины. В работе сравнивали результаты по 4 фонам интенсификации по отвальной вспашке. Исходный уровень рН надпочвенного воздуха во всех исследуемых образцах перед началом экспериментов соответствовал 6,0 ед.

В годы исследований в течение вегетационного периода отмечали значительное варьирование метеоусловий, особенно по количеству и равномерности выпадения осадков (от 285 до 431 мм). Средняя величина ГТК (1,42) соответствовала достаточной и типичной для зоны Владимирского ополья.

Активность уреазы в серой лесной среднесуглинистой почве залежи, расположенной на сопредельном участке, фиксировали до глубины 50 см (табл. 1). Максимальной по профилю она была в слое 0.20 см. С глубины 20.30 см отмечено резкое (в 2 раза) снижение активности фермента и последующее ее уменьшение вниз по профилю в соответствии с изменением содержания гумуса.

1. Профильное распределение активности уреазы в серой лесной почве залежного участка, 2015 г.

Глубина, см Гумус, % Уреаза, мг ыН4/г почвы за 4 часа

0.10 3,56 0,17

10.20 3,49 0,13

20.30 2,61 0,06

30.40 1,74 0,04

40.50 1,05 0,01

50.60 0,88 0,0

60.70 не опреде-

лено 0,0

70.80 то же 0,0

80.90 -«- 0,0

90.100 -«- 0,0

Одним из факторов, обусловливающих такое изменение, может быть расположение в верхнем слое почвы корневых систем растений, которые обогащают его биологически активными экссудатами, стимулирующими развитие микрофлоры и активизирующими ферментативную активность [8].

При рассмотрении динамики активности уреазы от весны к осени обращает на себя внимание тренд ее увеличения в конце июня - июле на

2. Сезонные изменения активности уреазы в слое серой лесной почвы 0...20 см в зависимости от уровня применения удобрений и приемов основной обработки (среднее за 2012-2018 гг.), мг М-ЫН4/г почвы за 4 часа

Фон интенсификации Отвальная вспашка Плоскорезная обработка

май июль 1 сентябрь май июль 1 сентябрь

Низкий 0,22 0,18 0,12 0,25 0,30 0,17

Интенсивный 0,14 0,21 0,14 0,25 0,23 0,16

Интенсивный минеральный 0,12 0,16 0,16 0,16 0,20 0,12

Высокоинтенсивный мине-

ральный 0,17 0,16 0,12 0,17 0,18 0,12

Интенсивный

органоминеральный 0,18 0,20 0,12 0,20 0,28 0,14

Высокоинтенсивный орга-

номинеральный 0,20 0,26 0,17 0,21 0,29 0,17

НСР05 0,01 0,03 0,02 0,02 0,04 0,01

всех фонах интенсификации (табл. 2). Наибольшая активность изучаемого гидролитического фермента зафиксирована в июле, видимо, в связи с благоприятным гидротермическим режимом почвы на фоне ризосфер-ного эффекта, который проявляется в период репродуктивного роста сельскохозяйственных культур и обусловлен повышенной экскрецией корневых экссудатов растений, служащих основным источником питательных веществ для преобладающей части микробного населения почв (гетеро-трофов), что оказывает значительное влияние на микробные ценозы и активность почвенных ферментативных процессов [8, 9].

Вариация активности уреазы в период исследований была высокой (табл. 3). Уреаза - довольно лабильный фермент, подверженный влиянию гидротермических условий. Кроме того, такие ферменты, как протеаза, уреаза, аспарагиназа практически мгновенно реагируют на действие высоких доз органических и минеральных удобрений [10]. В нашем опыте изменение активности уреазы в значительной степени было обусловлено применением удобрений. Самый высокий коэффициент вариации величины этого показателя был зафиксирован на интенсивном и высокоинтенсивном органоминеральных фонах с внесением минеральных удобрений в сочетании с 60 и 80 т/га навоза. В этих вариантах отмечали и более высокую уреазную активность, по сравнению с минеральными фонами: в среднем соответственно 0,22.0,30 и 0,15.18 мг Ы-ЫН4/1 г почвы за 4 часа.

Отмечена тесная положительная связь между активностью уреазы и численностью бактерий, трансформирующих азот органических остатков (аминогетеротрофов) - г = 0,85. При внесении органических и органоминеральных удобрений в почве в изучаемых вариантах возрастало количество микроорганизмов, трансформирующих соединения азота, что сопровождалось повышением уреаз-ной активности.

Максимальную в опыте активность фермента наблюдали на органомине-

ральных фонах с внесением 60 и 80 т/га навоза (см. рисунок). При этом по безотвальной обработке на глубину 10.12 см она была выше, чем по вспашке. Наибольшие различия отмечали в варианте с внесением 60 т/га навоза - в среднем 26 %.

в 2013 г после применения навоза (осенью 2012 г) на интенсивном органоми-неральном и высокоинтенсивном орга-номинеральном фонах она варьировала в пределах 0,46.0,86 мг Ы-ЫН4/г почвы за 4 часа. В 2014 г активность фермента на фоне использования 60 т/га навоза в среднем по отвальной вспашке уменьшилась в 3,4 раза, по плоскорезной обработке - в 4,0 раза, в варианте с внесением 80 т/га -в 2,2 и 2,3 раза. В 2015 г отмеченная тенденция на этих фонах сохранялась.

Очевидно, что внесение органических удобрений в больших дозах вызвало изменение состава микробного пула почвы. Большое количество доступных органических соединений способствовало развитию аммонифицирующей микрофлоры, что и обусловило значительное увеличение

3. Уреазная активность серой лесной почвы в слое 0.20 см в зависимости от уровня применения удобрений и способов основной обработки, мг Ы-ЫН4/г почвы за 4 часа

Фон Год Среднее V, %

2012 2013 2014 | 2015 2016 2017 2018

Отвальная вспашка

Н 0,30 0,20 0,17 0,14 0,14 0,11 0,14 0,17 38,1

И 0,36 0,27 0,16 0,16 0,13 0,14 0,11 0,19 44,8

ИМ 0,35 0,22 0,15 0,13 0,12 0,12 0,10 0,17 49,8

ВИМ 0,27 0,21 0,15 0,11 0,13 0,10 0,09 0,15 40,4

ИОМ 0,34 0,58 0,17 0,13 0,12 0,17 0,11 0,23 61,6

ВИОМ 0,36 0,46 0,21 0,11 0,11 0,19 0,11 0,22 59,3

Среднее 0,33 0,32 0,17 0,13 0,13 0,14 0,11 0,19 -

НСР05 0,05 0,10 0,05 0,03 0,03 0,05 0,04

Плоскорезная обработка

Н 0,33 0,24 0,24 0,14 0,17 0,13 0,09 0,19 37,0

И 0,36 0,27 0,21 0,13 0,18 0,17 0,11 0,20 38,2

ИМ 0,29 0,22 0,16 0,11 0,11 0,12 0,08 0,16 43,1

ВИМ 0,33 0,25 0,16 0,13 0,11 0,14 0,11 0,18 45,5

ИОМ 0,38 0,86 0,21 0,18 0,16 0,19 0,12 0,30 72,5

ВИОМ 0,35 0,51 0,22 0,15 0,12 0,20 0,10 0,24 56,8

Среднее 0,34 0,39 0,20 0,14 0,14 0,16 0,11 0,21 -

НСР05 0,05 0,12 0,04 0,03 0,04 0,05 0,02

В целом активность фермента на фонах с внесением органических удобрений снижалась по годам по мере ослабления последействия навоза. Так,

активности уреазы в первый год действия навоза в дозах 60 и 80 т/га [11]. В последующие годы отмечено их закономерное снижение, что предпо-

Активность уреазы, 2012-2018 гг.

0,35

0,3

л

со т 0,25

о

с

0,2

X

г 0,15

г

1. 2 0,1

0,05

0

Н

И

ИМ ВИМ ИОМ

ВИОМ

Рисунок. Влияние фонов интенсификации на ферментативную активность серой лесной почвы в слое 0...20см:  — ОВ;  — ПО.

Ы

Ф

з

ь

ф

д

ф

ь

ф

О)

О м о

4. Активность фермента уреазы в слое серой лесной почвы 0.. .20 см в зависимости от уровня применения удобрений на фоне отвальной вспашки

Фон интенсификации Изменение щелочности воздуха над почвой

16 1 18 1 20 22 I 24 40

Низкий 7,0 7,5 7,5 7,5 8,0 9,0

Высокоинтенсивный

минеральный 7,0 7,2 7,5 8,0 8,5 9,0

Высокоинтенсивный

органоминеральный 8,0 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0

Залежь 9,0 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0

ложительно связано с расходованием питательного субстрата для аминоге-теротрофов [8].

Самая высокая активность уреазы, определяемая по скорости разложения мочевины, отмечена в почве, не подвергавшейся сельскохозяйственному использованию, - многолетней залежи (табл. 4). Во все годы и сроки отбора щелочность воздушной среды в образцах залежной почвы поднималась до максимальных в опытезначений(рН=12)за 40 ч инкубации. Через 24 ч после внесения мочевины в почву залежи значения рН находились на уровне 11,5 ед. На высокоинтенсивном органоминераль-ном фоне скорость процесса была несколько ниже - рН через 24 ч достигал 10,5 ед.

В образцах почвы с высокоинтенсивного минерального фона щелочность надпочвенного воздуха находилась на уровне низкого фона. Через 16 ч наблюдений рН воздушной среды в этом варианте был равен 7 ед., через 24 ч - 8,5 ед. Через 40 ч щелочность воздуха над почвой на низком и высокоинтенсивном фоне была ниже, чем в варианте с залежью, на 3 ед. рН.

Таким образом, внесение органических удобрений оказало положительное влияние на активность уреазы в почве, при этом самый высокий ферментативный пул формировался в первый год действия органических удобрений. На таких фонах отмечена тесная положительная связь между численностью бактерий, трансформирующих азот органических остатков (аммонификаторов), и активностью уреазы - г = 0,85. Наибольшую скорость деструкции мочевины наблюдали в варианте с почвой залежи. Близкой ответной реакцией на ее внесение обладает почва высокоинтенсивного органоминерального фона.

Уреазная активность может служить диагностическим показателем способ-^ ности почвы накапливать минеральный ° азот. Значимость этого фермента, «о действующего на завершающих ста-^ диях процессов аммонификации, о» обусловлена его основополагающей | ролью в высвобождении неорганического азота в форме аммония, кото рый в дальнейшем непосредственно 5 ассимилируют как растения, так и $ почвенные микроорганизмы. Поэто-

му результаты мониторинга этого фермента могут быть использованы при агроэкологической диагностике состояния агроценозов.

Литература.

1. Влияние пестицидной нагрузки на микробное сообщество агродерново-подзолистой почвы / А. А. Астайкина, Р. А. Стрелецкий, А. А. Маслов и др. // Почвоведение. 2020. № 5. С. 1-12.

2. Терещенко Н. Н., Бубина А. Б. Микробиологические критерии экологической устойчивости почвы и эффективности почвозащитных технологий // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2009. С. 42-62.

3. Роль микроорганизмов в экологических функциях почв / Т. Г. Добровольская, Д. Г. Звягинцев, И. Ю.Чернов и др. // Почвоведение. 2015. № 9. С. 1087-1096.

4. Зинченко М. К., Зинченко С. И. Влияние агротехнической нагрузки на ферментативную активность серой лесной почвы со вторым гумусовым горизонтом // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 10. С. 66-68. Э0!:10.24411/0235-2451-2018-11015.

5. Романов В. Н., Заушинцена А. В., Кожевников Н. В. Применение показателей активности ферментов для оперативной диагностики экологического состояния агрогенных почв // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 7. С. 44-47. ЭО!: 10.24411/0235-2451-2019-10711.

6. Хазиев Ф. Х. Методы почвенной энзи-мологии. М.: Наука, 2005. 252 с.

7. Аристовская Т. В., Чугунова М. В. Экспресс - метод определения биологической активности почвы // Почвоведение. 1989. № 11. С. 142-147.

8. Зинченко М. К. Ферментативные процессы в почвах Верхневолжья: монография / Верхневолжский ФАНЦ. Иваново: ПреСсто, 2019. 140 с.

9. Структура бактериальных и грибных сообществ ризосферного и внекорневого локусов серой лесной почвы / М. В. Семенов, Д. А. Никитин, А.Л. Степанов и др. // Почвоведение. 2019. № 3. С. 355-369.

10. Влияние систем удобрения на ферментативную активность дерново -подзолистой легкосуглинистой почвы / В. В. Лапа, Н. А. Михайловская, М. М. Ломонос и др. // Почвоведение и агрохимия. 2012. № 2 (49). С. 187-200.

11. Зинченко М. К., Стоянова Л. Г. Реакция почвенной микрофлоры серой лесной почвы на длительное применение различных по уровню интенсификации систем удобрений // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 2. С. 21-24.

Monitoring the enzymatic activity of urease in grey forest soils of the upper Volga region

M. K. Zinchenko, S. I. Zincenko

Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center, ul. Tsentral'naya, 3, pos. Novyi, Suzdal'skii r-n, Vladimirskaya obl., 601261, Russian Federation

Abstract. The studies were carried out to monitor the activity of urease in arable grey forest slightly podzolized medium loamy soil. The work was carried out in 2012-2018 in the Vladimir region in a multifactorial field experiment against the following backgrounds of the application of mineral and organic-mineral fertilizers: low - manure, 40 t/ha; intensive - N100P80K160 + manure, 40 t/ ha; intensive mineral - N350P220K390; intensive organic-mineral - N310P150K310 + manure, 60 t/ha; high-intensive mineral -N480P280K575; high-intensive organic-mineral - N430P160K360 + manure, 80 t/ ha (the amount of fertilizers is given for a 6-field crop rotation). The content of humus in the arable layer (0-20 cm) of the soil was 3.9-4.2%, mobile phosphorus - 100-150 mg/kg, exchange potassium - 100-120 mg/kg, pH(KCl) - 5.9-6.1 units. The natural analogue of the soil was sampled at the site of a perennial idle land adjacent to the experiment. A stable trend of an increase in urease activity at the end of June and July was revealed against all intensive backgrounds. Against organic-mineral backgrounds, significantly higher urease activity was observed compared with mineral ones: on average, 0.22-0.30 and 0.15-0.18 mg N-NH4 per 1 g of soil, respectively, for 4 hours (LSD(05) = 0.08). A close positive correlation was revealed between the activity of urease and the number of bacteria transforming nitrogen of organic residues (aminoheterotrophs): r = 0.85. Enzymatic transformation of urea proceeded more actively against organic-mineral backgrounds with flat-cut processing. In this variant, when applying 60 t/ha of manure, it was higher by 26% on average than for moldboardploughing. The highest rate of urea decomposition when assessing the urease activity by the Aristovskaya's express method was noted in the soil of the idle land and against a high-intensive organic-mineral background. It was the least against the zero and highintensive mineral background. The results of the enzyme monitoring can be used for agroecological diagnostics of the state of agricultural landscapes.

Keywords: enzymatic activity of urease; agricultural landscapes; grey forest soil; background of intensification; urea transformation.

Author Details: M. K. Zinchenko, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow (e-mail: popel62@ yandex.ru); S. I. Zinchenko, D. Sc. (Agr.), deputy director.

For citation: Zinchenko MK, Zinchenko SI [Monitoring the enzymatic activity of urease in grey forest soils of the upper Volga region]. Zemledelie. 2020. (6):21-4. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10605.