ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ГИДРОЛАЗ В ПОЧВЕННЫХ РАЗНОСТЯХ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ АГРОЛАНДШАФТОВ

towards a decrease in yield was 6...8 cm. In the layer of 0...30 cm during the growing season of grass 1st year of use, the bulk density reached the level in the range of 1.36...1.49 g/cm3, the total pore space - 38.7...48.1%, capillary pore space - 37.8...43.2% and non-capillary pore space - 0.3...7.6%. For the grass of the 2nd year of use, the characteristics were the following: 1.37...1.48 g/cm3, 38.7...46.6%, 37.8...44.3%, and 0.9...4.4%. This range of bulk density indicators can be considered the best possible to form a crop of perennial grasses on the grey forest soil of Opole.

Keywords: grey forest soil, bulk density, total pore space, capillary and non-capillary pore space, perennial grasses 1st and 2nd year of use, yielding capacity.

Author details: S.I. Zinchenko, Doctor of Sciences (agriculture), chief research fellow, (e-mail: zinchenkosergei@mail.ru).

For citation: Zinchenko S.I. Forming of the bulk density of grey forest soil under perennial grasses in grain-grass crop rotation // Vladimir agricolist. 2024. №1. pp. 14-21. DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-14-21.

DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-21-27 УДК 631.465: 445.25

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ГИДРОЛАЗ В ПОЧВЕННЫХ РАЗНОСТЯХ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ АГРОЛАНДШАФТОВ

М.К. ЗИНЧЕНКО, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник,

Верхневолжский федеральный аграрный научный центр

ул. Центральная, д.3, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация

Резюме. Исследования с целью изучения ферментативной активности почв агроландшафтов, с учетом их почвенной неоднородности, проводили во Владимирской области в 2021...2023гг. (ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»). В стационарном полевом опыте по усовершенствованию адаптивно-ландшафтных систем земледелия изучались следующие варианты: нулевой (Н) - навоз 40 т/га; интенсивный минеральный (ИМ) - Ш50Р220К390; высокоинтенсивный минеральный (ВИМ) - Ш80Р280К575; интенсивный органоминеральный (ИОМ) - Ш10Р150К310 + навоз 60 т/га; высокоинтенсивный органоминеральный (ВИОМ) - N430P160K360 + навоз 80 т/га. Количество минеральных и органических удобрений приведено за ротацию 6-польного севооборота. Объектами исследования являлись две почвенные разности - серая лесная (СЛ) и серая лесная со вторым гумусовым горизонтом (СЛ ВГГ). В годы исследований в опыте возделывались многолетние травы 1 и 2-го года использования. Второй гумусовый горизонт характеризуется повышенной локализацией гидролитических ферментов инвертазы и уреазы. Инвертазная активность второго гумусового горизонта в среднем на 30% выше, чем в серой лесной почве на глубине 20.40 см. Самые высокие значения определены на интенсивном фоне в слое 0.20 см, где использовались средние дозы минеральных удобрений (NРК30-45) и 40 т/га навоза единовременно в ротацию 6- польного севооборота. Данная закономерность отмечается в серой лесной почве и серой лесной со вторым гумусовым горизонтом. Локализация фермента уреазы в почвенном профиле 0...40 см серой лесной почвы со вторым гумусовым горизонтом на 15 % выше, чем в профиле серой лесной почвы. Отмечается устойчивый тренд повышения активность ферментного пула гидролаз в СЛ ВГГ на изучаемых фонах интенсификации.

Ключевые слова: ферментативная активность, гидролитические ферменты уреаза и инвертаза, почвенные разности, серая лесная почва, второй гумусовый горизонт.

Для цитирования: Зинченко М.К. Ферментативная активность гидролаз в почвенных разностях серой лесной почвы агроландшафтов//Владимирский земледелец. 2024. №1. С. 21-27. 001:10.24412/2225-2584-2024-1107-21-27.

Одним из основных критериев оценки изменений плодородия почвы, вызываемых антропогенной

8лаЭимгрсШ ЗешеШеф

деятельностью, является биологическое состояние почвы. Поэтому все больше внимания уделяется изучению биологических процессов, определяющих ее плодородие.

Для оценки биологического состояния почв в настоящее время используется широкий спектр показателей, что обусловлено многообразием функций почвенных микроорганизмов. В основе микробного метаболизма лежит работа ферментов, которые катализируют все биохимические реакции и являются интегральной частью круговорота элементов питания в почве [1].

Ферменты накапливаются в почве и образуют пул (запас), который рассматривается как результат ежегодного развития микроорганизмов в почве. Ферментативная активность является чувствительным индикатором биохимической деятельности микробных сообществ почвы. Она может существенно изменяться в зависимости от вида возделываемой культуры, способа обработки почвы и степени ее удобренности [2,3]. Гидролитические ферменты определяют интенсивность мобилизационных процессов в почве, в то время как окислительно- восстановительные ферменты контролируют синтез и распад гумусовых соединений в почве. Процессы мобилизации органических веществ, связанные с высвобождением доступных форм азота, фосфора и других элементов, так и синтеза гумуса представляют большой интерес с точки зрения плодородия почвы и экологической устойчивости агроландшафтов.

Ферментативная активность серых лесных почв Владимирского ополья была изложена в многочисленных работах [4-8]. Фундаментальная проработка данного направления позволила оценить экологическое состояние и направленность биологических процессов в агроландшафтах серой лесной почвы Ополья при различных уровнях агротехнической нагрузки. Несмотря на экологическую значимость ферментативной диагностики, активность ферментного пула в агроландшафтах при их значительной почвенной неоднородности изучена недостаточно.

Целью данных исследований было оценить влияние агроландшафтных условий и уровней интенсификации на ферментативную активность почвенных разностей серой лесной почвы в системе адаптивно - ландшафтного

№ 1 (107) 2024

земледелия.

Условия, материалы и методы. Исследования проводились в 2021...2023 гг. в стационарном полевом опыте по изучению и усовершенствованию АЛСЗ в зоне Владимирского ополья на базе ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ». На площади опытного участка выделено восемь почвенных разностей. Более 40% площади участка занимают типичные серые лесные почвы без видимых признаков оподзоленности в профиле. Широко представлены на опытном участке и типичные для Владимирской области серые лесные почвы со вторым гумусовым горизонтом. Площадь, занятая этими почвами, составляет 20,8%. Они обладают более высоким уровнем почвенного плодородия и оценка их ферментативной активности в условиях различного уровня длительного агрогенного воздействия позволит сохранить их плодородие и эффективно использовать в системе АЛСЗ.

С учетом почвенной карты опытного участка микробиологические исследования проводились на двух почвенных разностях - серой лесной среднесуглинистой почве (СЛ) и серой лесной почве со вторым гумусовым горизонтом (СЛ ВГГ).

Схема опыта включает четыре уровня интенсивности применения минеральных и органоминеральных удобрений, рассчитанных на достижение планируемой продуктивности возделываемых культур [9]. Исследования проводили на следующих фонах применения минеральных и органоминеральных удобрений: нулевой (Н) - навоз 40т/га; интенсивный минеральный (ИМ) -Ш50Р220К390; высокоинтенсивный минеральный (ВИМ) - N480P280K575; интенсивный органоминеральный (ИОМ) - Ш10Р150К310 +навоз 60 т/га; высокоинтенсивный органоминеральный (ВИОМ) - N430P160K360 + навоз 80 т/га. Количество минеральных и органических удобрений приведено за ротацию 6-польного севооборота. Навоз вносили единовременно 1 раз в ротацию севооборота, минеральные удобрения - ежегодно (калийные и фосфорные - осенью, азотные - весной). Для изучения выбраны фоны интенсификации на ярусе ежегодной плоскорезной обработки на глубину 10.12 см. В опыте применялись 6-польные севообороты с возделыванием

многолетних трав, озимых и яровых зерновых культур (табл. 1).

Исследовались почвенные образцы серой лесной почвы (СЛ) и серой лесной со вторым гумусовым горизонтом (СЛ ВГГ), которые отбирали с глубины 0.20 и 20.40 см каждого варианта в мае, июле и сентябре.

Климатические условия являются наиболее важными из факторов, регулирующих почвенные процессы. Оказывая влияние на деятельность почвенных микроорганизмов и растений, гидротермический режим в значительной степени определяет интенсивность биохимических процессов в почве. В почвенных агроценозах количество осадков за вегетационный период определяет влажность почвы. Негативное влияние климатических условий чаще всего выражается в снижении численности почвенных микробных сообществ, что, в свою очередь, оказывает влияние на уровень ферментативной активности почвы, изменяя его в ту или иную сторону.

Температурный режим вегетационного периода лет исследования превышал среднемноголетние показатели в среднем на 5.15%. Наибольшее превышение температуры воздуха зафиксировано в 2021 году - на 15% от многолетней нормы (табл. 2.).

Распределение осадков и температуры оценивали за период с мая по сентябрь. Количество осадков за вегетацию было меньше многолетних показателей. Минимальное их количество выпало 2022 году -191,2 мм, что составило 61% от многолетней нормы.

В результате такого соотношения абиотических факторов, обусловивших активное поверхностное испарение влаги почвой и интенсивную транспирацию у сельскохозяйственных культур, весовая влажность почвенного слоя 0.20 и 20.40 см к периоду отбора почвенных проб в июле опускалась ниже 10% в 2021 и 2022 гг. Максимальные показатели влажности почвы формировались в весенний период и находились в диапазоне (18.22%). При таком увлажнении в почве достаточно воды и воздуха, находящихся между почвенными агрегатами и используемых почвенным микробиомом для своего функционирования. Сложившийся ее низкий уровень в большинстве лет

1. Фоны интенсификации

Год Н И ИМ ВИМ ИОМ ВИОМ

2021 овес +мн. травы ^РК)45 овес +мн. травы ^РК)45 ячмень+ мн. травы ^РК)45 ячмень+ мн. травы ^РК)90 картофель ^РК)120 картофель

2022 мн.травы 1г. мн. травы 1г. мн. травы 1г. мн. травы 1г. ^РК)60 ячмень + мн. травы ^РК)90 ячмень + мн. травы

2023 мн. травы 2 г.п. мн. травы 2 г.п. мн. травы 2 г.п. мн. травы 2 г.п. мн. травы 1г.п. мн.травы 1 г.п.

Удобрений за с/о навоз 40т/га навоз 40т/га +N100Р80К160 N350Р220К390 N480Р280К575 навоз 60т/га+ N3^150^10 навоз 80т/га+ N430Р160К360

Примечание. Н-нулевой фон; И- интенсивный фон; ИМ- интенсивный минеральный; ВИМ- высокоинтенсивный минеральный; ИОМ- интенсивный органоминеральный; ВИОМ - высокоинтенсивный органоминеральный.

№ 1 (107) 2024

Владимирский Земледелец,!)

2. Метеорологические условия лет исследования

3. Сезонная динамика влажности почвы,%

Год Среднесуточная температура воздуха, 0С Количество осадков, мм

май-сентябрь % к сред-немноголетней норме сумма за май-сентябрь % к сред-немноголетней норме

2021 17,1 114,8 294,3 94,5

2022 16,3 109,4 191,2 61,3

2023 15,8 106,0 279,5 89,7

Средне-многолетнее 14,9 - 311,5 -

Май Июль Сентябрь

Год 0...20 20...40 0...20 20...40 0...20 20...40

см см см см см см

2021 *20,0 19,4 84 96 22,0 18,7

21,5 20,1 9,6 9,2 22,5 20,4

2022 17,7 18,5 99 11,5 8,1

18,4 20,2 9,9 9,5 9,2 9,2

2023 18,3 18,2 16,8 12,3 11,8 13,3

18,6 19,1 14,0 12,4 11,5 12,8

Примечание. *Числитель - СЛ; знаменатель - СЛ ВГГ.

Активность инвертазы

исследования являлся лимитирующим фактором в развитии микробного комплекса. Однако следует отметить, что при низкой влажности почвы, не обеспечивающей интенсивного развития микроорганизмов, в ней могут достаточно активно работать разнообразные ферменты.

Анализируя значения влажности по почвенным разностям, следует отметить, что влажность почвенных проб серой СЛ ВГГ была выше на 1-2%, чем у почвенных образцов серой лесной почвы (табл. 3).

Определение активности гидролитических ферментов проводилось на основе учета переработанного в процессе реакции субстрата или образования продукта реакции в оптимальных условиях реакции среды, температуры, концентрации субстрата и навески почвы. Активность инвертазы определяли по методу И.Н. Ремейко, С.М. Малиновской; уреазы - колориметрически (метод Т.В. Щербаковой) [10].

Результаты и обсуждение. Наиболее характерным показателем биологической активности почвы является активность широко распространенных ферментов, обеспечивающих процессы превращения углеводов, азот- и фосфорсодержащих соединений.

Инвертаза катализирует расщепление сахарозы или близких к ней углеводов на молекулы глюкозы и фруктозы, которые усваивают микроорганизмы и корни растений. Так как углеводов и близких к ним соединений в почвенном органическом веществе, микробных клетках и растительных остатках достаточно много (до 60% биомассы), то определение активности инвертазы позволяет судить и о способности к формированию предгумусовой фракции из разлагающейся растительной и микробной биомассы. Активность инвертазы определяется уровнем содержания органического вещества в почве, и данные инвертазной активности являются одним из главных критериев оценки ее общей биологической активности [11].

Наибольшие значения активности фермента в почвенных разностях приурочены к слою 0...20 см. В серой лесной почве среднее значение активности инвертазы составило 3,16 мг глюкозы/1 г почвы за 40 часов, в серой лесной со вторым гумусовым горизонтом - 3,27. Статистически достоверные

2,58 2,8

I СЛ

1СЛ ВГГ

0-20

20-40

0-40

Владишрскш ЗемлеШеф

Рис. 1. Активность инвертазы в почвенных разностях серой лесной почвы

различия в активности фермента между почвенными разностями обнаружены в слое 20...40 см - 1,9 и 2,47 мг глюкозы/1 г почвы за 40 часов соответственно. Инвертазная активность второго гумусового горизонта в среднем на 30% выше, чем в серой лесной почве на глубине 20.40 см (рис. 1).

Влияние уровней интенсификации на активность инвертазы представлено в таблице 4.

Самые высокие значения определены на интенсивном фоне в слое 0.20 см, где использовались средние дозы минеральных удобрений и 40 т/га навоза единовременно в ротацию 6- польного севооборота. Данная закономерность отмечается в СЛ почве и СЛ ВГГ. Использование органоминерального комплекса стимулирует увеличение пула аминогетеротрофной группировки микробного ценоза и ферментативные процессы, обуславливающие активное преобразование углеводов растительных остатков в предгумусовые соединения в изучаемых почвенных ареалах. Поэтому показатели инвертазной активности являются одной из главных характеристик возрастания общей биологической активности в почве этого агрофона.

В целом инвертологическая активность трансформации углеводных соединений в компоненты гумуса в большей степени проявляется в изучаемых слоях СЛ ВГГ.

Уреаза катализирует гидролиз мочевины до аммиака и углекислоты. Образующийся аммиак служит источником азотного питания растений.

Гидролитическая трансформация мочевины в слое 0.20 см протекает с одинаковой активностью в изучаемых

№ 1 (107) 2024

4. Влияние систем удобрения на активность инвертазы в почвенных разностях серой лесной почвы, мг глюкозы/ 1г почвы за 40 часов

Фон Глубина, см 2021г. 2022г. 2023г. Среднее за 3 года

Серая лесная почва

Н 0...20 20...40 2,91±0,54 1,02±0,30 3,40±0,23 2,03± 0,48 2,36±0,44 1,52±0,36 2,89±0,52 1,79±0,26

И 0...20 20...40 *3,41±0,60 2,10±0,28 3,63±0,18 2,17±0,26 *3,46±0,51 2,35±0,22 3,50*±0,12 2,21±0,13

ИМ 0...20 20...40 2,88±0,19 1,56±0,32 3,75±0,17 2,34±0,69 3,34±0,22 2,11±0,39 3,32±0,44 2,0±0,40

ВИМ 0...20 20...40 3, 18±0,65 1,45±0,46 3,47±0,16 1,51±0,39 2,37±0,48 2,71±0,51 3,01±0,57 1,89±0,71

ИОМ 0...20 20...40 2,93±0,48 1,59±0,99 3,48±0,15 1,21±0,67 3,15±0,39 2,33±0,67 3,19±0,28 1,71±0,57

ВИОМ 0...20 20...40 2,36±0,67 1,17±0,45 *3,92±0,27 2,60±0,65 2,84±0,34 1,51±0,51 3,04±0,80 1,76±0,75

Среднее по фонам 0...20 20...40 2,94±0,55 1,62±0,77 3,61±0,20 1,98±0,63 2,92±0,40 2,09±0,44 -

Серая лесная во вторым гумусовым горизонтом

Н 0...20 20...40 3,20±0,55 2,34±0,15 3,55±0,29 2,57±0,04 2,52±0,57 2,32±0,22 3,09±0,52 2,41±0,14

И 0...20 20...40 *3,42±0,53 2,28±0,34 3,91*±0,13 2,20±0,28 *3,31±0,80 2,70±0,31 3,55*±0,32 2,40±0,26

ИМ 0...20 20...40 3,14±0,52 2,77±0,66 3,98±0,17 2,30±0,55 3,08±0,44 2,46±0,50 3,40±0,50 2,35±0,10

ВИМ 0...20 20...40 3,26±0,51 1,92±0,45 3,81±0,14 2,48±0,88 3,19±0,38 2,43±0,61 3,42±0,34 2,28±0,31

ИОМ 0...20 20...40 3,03±0,13 2,43±0,27 3,26±0,38 2,60±0,40 3,15±0,22 2,75±0,39 3,15±0,12 2,59±0,16

ВИОМ 0...20 20...40 2,45±0,20 2,60±0,11 3,89*±0,17 3,29±0,43 2,58±0,28 2,20±0, 29 2,97±0,80 2,80±0,43

Среднее по фонам 0...20 20...40 3,08±0,44 2,31±0,38 3,73±0,23 2,58±0,50 2,97±0,44 2,48±0,39 -

Примечание. Звездочками выделены варианты со статистическими достоверными различиями.

почвенных разностях, средние значения составили 1,22 мг N NH4/ 10 г почвы за 4 часа (рис. 2). Во ВГГ активность уреазы была на 44% выше, чем на аналогичной глубине (20...40 см) в серой лесной почве. Локализация фермента в почвенном профиле 0...40 см СЛ ВГГ на 15 % выше, чем в профиле серой лесной почвы.

Такое распределение может свидетельствовать о более высоком уровне азотного обмена в серой лесной почве со вторым гумусовым горизонтом. Уровень уреазной активности тесно связан с численностью микроорганизмов [12]. Поэтому повышение активности уреазы в почве со вторым гумусовым горизонтом может быть связано с увеличением доли ее общей биогенности.

Самые высокие значение активности уреазы зафиксированы на интенсивном фоне в почвенной разности СЛ ВГГ (табл. 5). В слое 0...20 см значения составили 1,44 мг N NН4 /10 г почвы за 4 часа.

Хотя статистических различий в активности уреазы по фонам интенсификации не выявлено, сохраняется

22

1,02 0,89

0,57

0-20 20-40 0-40

Рис. 2. Активность уреазы в почвенных разностях серой лесной почвы

тренд повышения ее значений в почвенных ареалах органоминеральных фонов (рис. 3).

При мониторинговых исследованиях прошлых лет также отмечается активизация фермента в серой лесной почве на

№ 1 (107) 2024

Владимирский Земледелец,!)

5. Влияние системы удобрения на активность уреазы в почвенных разностях серой лесной почвы, среднее за 2021...2023 гг.

Слой 0-40 см

Фон интенсификации Глубина, см мг Ы-ЫН4/10г почвы за 4 часа

СЛ СЛ ВГГ

Нулевой 0...20 1,21±0,5 1,23±0,3

20...40 0,6±0,3 0,81±0,2

Интенсивный 0...20 1,34±0,4 1,44±0,3

20...40 0,61±0,2 0,84±0,2

Интенсивный минеральный 0...20 1,12±0,2 1,14±0,3

20...40 0,51±0,1 0,73±0,1

Высокоинтенсивный минеральный 0...20 1,04±0,2 1,24±0,2

20...40 0,60±0,2 0,63±0,3

Интенсивный органоминеральный 0...20 1,30±0,5 1,24±0,2

20...40 0,61±0,3 1,05±0,4

Высокоинтенсивный органоминеральный 0...20 1,42±0,6 1,24±0,2

20...40 0,50±0,2 1,04±0,4

1,2

г о,8

0,6

0,4

0,2

сл

1СЛВГГ

им вим иом виом

Рис. 3. Активность уреазы в слое 0...40 см, среднее за 3 года

органоминеральных фонах (И, ИОМ, ВИОМ) [6].

Ферментативные реакции всегда протекают в водной среде, они гидрофильны, а в реакциях с гидролитическими ферментами вода принимает непосредственное участие. Изучение сезонной динамики активности гидролитических ферментов (инвертазы и уреазы) в агроэкосистеме показало, что она наиболее высокая весной. При резком снижении влажности почвы активность ферментов снижалась, что мы отмечали в годы исследований. Самые низкие их значения зафиксированы при 2 сроке отбора (в июле), когда влажность исследуемого профиля почвенных разностей не превышала 10.12%. Такая зависимость ферментативной активности почвы от ее влажности, в первую очередь, связана с тем, что влажность оказывает влияние на микробиологическую активность и на деятельность корневой системы растений. Жизнедеятельность микробного ценоза при снижении влажности почвы значительно ослабевает. Кроме того, при снижении влажности почвы происходит частичная необратимая инактивация ферментов в силу более прочной адсорбции их сухой почвой. Особенно это отчетливо проявляется в динамике активности уреазы, которая является довольно лабильным ферментом и подвержена влиянию гидротермических условий периода исследований. Наиболее высокая активность уреазы в течение вегетационного периода трав наблюдалось в мае при первом сроке отбора образцов (рис. 4). В слое 0.40 см серой лесной почвы ее активность в среднем составила 0,87 мг N-NН4/10г почвы за 4 часа. В почвенном ареале СЛ ВГГ эти значения составили 0,98 мг N-NН4/10г почвы за 4 часа. В середине вегетационного периода (июль) уреазная активность снижалась по всем вариантам опыта, что характерно для двух почвенных разностей во все годы наблюдений.

Наиболее благоприятные условия для работы

Рис. 4. Сезонная динамика активности уреазы в серой лесной почве, 2022г.

фермента складывались при влажности почвенного слоя 18.20%. В последующие периоды наблюдалось закономерное снижение этого процесса, что связано не только с аномально низкой влажностью почвы, вызвавшей замедление биохимических процессов синтеза гидролаз, но и снижением численности микробной популяции аммонифицирующей микрофлоры.

Выводы. Результаты ферментативной диагностики (инвертазы и уреазы) показали особенности «работы» ферментных систем в абиотических условиях лет исследования в зависимости от почвенных разностей серой лесной почвы и уровня агротехнической нагрузки.

Инвертазная активность второго гумусового горизонта в среднем на 30% выше, чем в серой лесной почве на глубине 20...40 см. Самые высокие значения определены на интенсивном фоне в слое 0.20 см, где использовались средние дозы минеральных удобрений и 40 т/га навоза единовременно в ротацию 6- польного севооборота. Данная закономерность отмечается в СЛ почве и СЛ ВГГ.

Локализация фермента уреазы в почвенном профиле 0.40 см СЛ ВГГ на 15 % выше, чем в профиле серой лесной почвы. Отмечается устойчивый тренд повышения активность ферментного пула гидролаз в СЛ ВГГ на изучаемых фонах интенсификации.

Владишрскш ЗемлеШеЩ)

№ 1 (107) 2024

Литература.

1. Лапа В.В., Михайловская Н.А., Ломонос М.М., Лопух М.С., Василевская О.В., Погирницкая Т.В. Влияние систем удобрения на ферментативную активность дерново- подзолистой легкосуглинистой почвы // Почвоведение и агрохимия. 2012. №2 (49). С. 187-199.

2. Биологическая активность чернозема обыкновенного при длительном использовании под пашню / Е.В. Даденко, М.А. Мясникова, К.Ш. Казеев и др. //Почвоведение. 2014. №6. С. 724-733.

3. Кожевников Н.В., Заушинцева А.В., Романов В.Н. Влияние ресурсосберегающих технологий основной обработки на ферментативную активность чернозема обыкновенного Красноярской лесостепи // Самарский научный вестник. 2018. Т 7. №4 (25). С.49-56.

4. Зинченко М.К., Зинченко С.И. Ферментативный потенциал агроландшафтов серой лесной почвы Владимирского ополья/ Успехи современного естествознания.- 2015.- №1.- С. 1319-1323.

5. Зинченко М.К. Ферментативные процессы в серых лесных почвах Верхневолжья: монография/ ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ». Иваново: ПреСсто, 2019.140с.

6. Зинченко М.К. Трансформация биологических свойств серой лесной почвы агроландшафтов в системе адаптивно -ландшафтного земледелия: монография/ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ». Иваново: ПресСто, 2020.144 с.

7. Зинченко М.К., Зинченко С.И. Ферментативная активность серой лесной почвы при различных приемах основной обработки//Достижения науки и техники АПК. 2021. №4. С.17-21.

8. Зинченко М.К. Мониторинг активности каталазы в серой лесной почве Верхневолжья//Владимирский земледелец. 2021. №1. С. 7-11.

9. Корчагин А.А., Шеин Е.В., Ильин Л.И., Мазиров М.А. Научные и методические основы разработки агротехнологий для адаптивно- ландшафтных систем земледелия на комплексе серых лесных почв Владимирского ополья. Иваново: ПресСто, 2018. 216 с.

10. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 2005. 252 с.

11. Азаренко М.А., Казеев К.Ш., Ермолаева О.Ю., Колесников С.И. Изменение растительного покрова и биологических свойств черноземов в постагрогенный период//Почвоведение. 2022. №11. С. 1412-1422.

12. Титова В.И., Козлов А.В. Методы функционирования микробоценоза почвы, участвующего в трансформации органического вещества: науч. - метод. пособие. Н-Новгород: Изд-во НСХА, 2012. 64с.

References.

1. Lapa V.V., Mikhailovskaya N.A., Lomonosov M.M., Lopukh M.S., Vasilevskaya O.V., Pogirnitskaya T.V. The impact of fertilizer systems on the enzymatic activity of soddy podzolic light loamy soil //Soil science and agrochemistry. 2012. No.2 (49). pp. 187-199.

2. Biological activity of typical chernozem during long-term use as arable land / E.V. Dadenko, M.A. Myasnikova, K.Sh. Kazeev et al. // Soil Science. 2014. No.6. pp. 724-733.

3. Kozhevnikov N.V., Zaushintseva A.V., Romanov V.N. The influence of resource-saving technologies of basic soil treatment on the enzymatic activity of typical chernozem of the Krasnoyarsk forest-steppe//Samara Scientific Bulletin. 2018. T 7. No.4 (25). pp.49-56.

4. Zinchenko M.K., Zinchenko S.I. EEnzymatic potential of agro landscapes of gray forest soil of the Vladimir Opole/The successes of modern natural science.- 2015.- No. 1.- pp. 1319-1323.

5. Zinchenko M.K. Enzymatic processes in grey forest soil of the Upper Volga region: monograph/ FGBNU "Verkhnevolzhsky FANTZ". Ivanovo: PreSsto, 2019.140c.

6. Zinchenko M.K. Transformation of the biological properties of grey forest soil of agricultural landscapes in the system of adaptive landscape agriculture: monograph/FGBNU "Verkhnevolzhsky FANTZ". Ivanovo: PresSto, 2020.144 p.

7. Zinchenko M.K., Zinchenko S.I. Enzymatic activity of grey forest soil under various methods of basic soil treatment//Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2021. No.4. pp.17-21.

8. Zinchenko M.K. Monitoring of catalase activity in grey forest soil of the Upper Volga region//Vladimir agricolist. 2021. No.1. pp. 7-11.

9. Korchagin A.A., Shein E.V., Ilyin L.I., Mazirov M.A. Scientific and methodological foundations to develop agricultural technologies for adaptive landscape farming systems on the complex of grey forest soil of the Vladimir Opole. Ivanovo: PresSto, 2018. 216 p

10. KhazievF.H. Methods of soil enzymology. M.: Nauka, 2005.252 p.

11. Azarenko M.A., Kazeev K.Sh., Ermolaeva O.Yu., Kolesnikov S.I. e vegetation cover and biological properties of chernozems in the postagrogenic period//Soil science. 2022. No.11. pp. 1412-1422.

12. Titova V.I., Kozlov A.V. Methods of functioning of soil microbiocenosis involved in the transformation of organic matter: scientific. - the method. stipend. Nizhny Novgorod: Publishing House of the National Academy of Sciences, 2012. 64c.

ENZYMATIC ACTIVITY OF HYDROLASES IN SOIL TYPES OF GRAY FOREST SOIL IN AGRICULTURAL LANDSCAPES

M.K. ZINCHENKO

Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalsky rayon, Vladimir Oblast, 601261, Russian Federation

Abstract. This research to study the enzymatic activity of soils in agricultural landscapes, taking into account the soil heterogeneity, was carried out in the Vladimir region between 2021 and 2023 (FSBSI "Upper Volga FARC"). In a stationary field experiment to improve adaptive landscape farming systems, the following options were studied: zero (Z) - manure 40 t/ha; intense mineral (IM) - N350P220K390; high-intensity mineral (HIM) - N480P280K575; intensive organomineral (IOM) - N310P150K310 + manure 60 t/ha; high-intensity organomineral (HIOM) - N430P160K360 + manure 80 t/ha. The amount of mineral and organic fertilizers is given for the rotation of a 6-field crop rotation. The objects of the study were two soil varieties: grey forest soil (GF) and gray forest soil with a second humus horizon (GF SHH). Over the years of research, perennial grasses of the 1st and 2nd year of use were cultivated in the experiment. The second humus horizon is characterized by increased activity of the hydrolytic enzymes invertase and urease. The invertase activity of the second humus horizon is on average 30% greater than in grey forest soil for a layer of 20...40 cm. The highest values were determined against an intensive background in a layer of 0...20 cm, where average doses of mineral fertilizers (NPK30-45) and 40t/ha of manure were used at a time in a 6-field crop rotation. This pattern is characterized for grey forest soil and grey forest soil with a second humus horizon. The localization of the urease enzyme in the soil

№ 1 (107) 2024

ВлаЗимгрскт ЗешебЪдецТз

profile 0...40 cm of grey forest soil with a second humus horizon is 15% higher than in the profile of grey forest soil. There is a steady trend of increasing activity of the enzyme pool in the GF SHH at the studied backgrounds of intensification.

Keywords: enzymatic activity, hydrolytic enzymes urease and invertase, soil types, grey forest soil, second humus horizon. Author details: M.K. Zinchenko, Candidate of Sciences (biology), leading research fellow, (e-mail:popel62@yandex.ru). For citation: Zinchenko M.K. Enzymatic activity of hydrolases in soil types of gray forest soil in agricultural landscapes // Vladimir agricolist. 2024. №1. pp. 21-27. DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-21-27.

DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-27-30 УДК 574.32; 635.21

ФЕНОГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЛОКАЛЬНОЙ ПОПУЛЯЦИИ LEPTINOTARSA DECEMLINEATA SAY В АГРОЦЕНОЗЕ КАРТОФЕЛЯ

ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

С.Ю. МАРКИН, младший научный сотрудник,

Всероссийский научно- исследовательский институт органических удобрений и торфа-филиал ФГБНУ « Верхневолжский ФАНЦ»

ул. Прянишникова, д.2., д. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Российская Федерация

Резюме. Проведено исследование феногенетической структуры популяции колорадского жука на опытном участке Всероссийского научно- исследовательского института органических удобрений и торфа, расположенного в Судогодском районе Владимирской области. Цель исследования - определение феногенетической (фенетической) структуры популяции Leptinotarsa decemlineata Say., получившего распространение в агроценозе картофеля для оценки степени резистентности вредителя к пестицидам. Исследования проводились в вегетационный период 2023 г. на сорте картофеля Скарб, на опытном поле площадью 0,3 га. Обработка посадок картофеля производилась инсектицидами из группы неоникотиноидов (Актара) дважды: в июне и июле. Заселённость личинками кустов при численности 10...20 особей на куст не превышала 10 %. По результатам исследований построены векторные диаграммы, отображающие представительство внутрипопуляционных групп особей, определён индекс внутрипопуляционного разнообразия Животовского (8,4) и доля редких форм (0,07). В изучаемой популяции более половины особей составляют термозависимые морфотипы N 1 и N 2 (55,61 %). На долю морфотипа N 1 приходится 34,17 %. Потенциально резистентный к пестицидам морфотип N 3 представлен менее 1/3 особей (29,99 %). Доля потенциально резистентных к инсектицидам особей морф 3 и 6 суммарно (морфотип N 3) в местной популяции находится в пределах значений типичных преимущественно для экотипа I. Исследуемую популяцию следует отнести к переходной между экотипами I и II, с преобладанием характеристик экотипа I. Сама граница совпадает с границей между данными экотипами по Фасулати С.Р. (2022) для Владимирской области.

Ключевые слова: фенетическая структура, морфа, морфотип, экотип, инсектициды.

Для цитирования: Маркин С.Ю. Феногенетическая структура локальной популяции Leptinotarsa decemlineata Say в агроценозе картофеля во Владимирской области // Владимирский земледелец. 2024. №1. С. 27-30. D0I:10.24412/2225-2584-2024-1107-27-30.

Первые шаги в изучении изменчивости окраски имаго колорадского жука предприняты ещё в начале ХХ столетия [1, 2]. В отечественной науке данная тематика привлекла

особенное внимание специалистов во второй половине XX века [1, 3, 4]. Полиморфизм Leptinotarsa decemlineata Say интересен по многим причинам. Вид, как самый молодой в своём роде и обладающий исключительным адаптационным потенциалом, находится в активной фазе своего развития и является удобным объектом для изучения эволюционных процессов, в том числе методами феногенетики [4, 5, 6, 7].

В результате изучения полиморфизма Leptinotarsa decemlineata Say выявлены закономерности зависимости окраски листоеда от ряда внешних факторов биотического и абиотического характеров, в том числе воздействия пестицидов [8,9]. В настоящее время существует несколько критериев выбора характерных фенотипических признаков [3, 4, 7]. Это направление активно развивается и специалисты нередко вносят уточнения либо унификации в существующие градации признаков [2, 10].

Наиболее популярной остаётся классификация, разработанная С.Р. Фасулати [3], выделившего 9 основных морф имаго листоеда и на данный момент более 9 географических экотипов на территории постсоветского пространства [8, 11]. Классификация основана на разделении на морфы, учитывая сочетание разной степени выраженности (вплоть до отсутствия) точки P и совокупности пятен B и полос A пронотума имаго колорадского жука согласно обозначениям по Кохманюку Ф.С. от 1981 г. [8]. С подробным описанием морф имаго Leptinotarsa decemlineata Say можно ознакомиться во множестве источников [3, 8]. В литературе есть сведения, что со временем соотношение встречаемости различных морф в популяциях насекомого может меняться [6]. Особое практическое значение имеет наличие у морф колорадского жука разной степени резистентности к определённым инсектицидам. Это позволит при анализе фенетической структуры местных популяций листоеда корректировать методы борьбы с вредителем, иногда вплоть до временного отказа от пестицидов с заменой на другие методы борьбы. Чередование инсектицидов разных групп позволяет замедлить формирование резистентности, а в некоторых случаях приводит к возврату чувствительности к препаратам [12].

Цель исследования - определение феногенетической (фенетической) структуры популяции Leptinotarsa decemlineata Say., получившего распространение в

g/iaduMipckiu ЗемлеШеЩ)

№ 1 (107) 2024