Выпуск №21

Статьи выпуска:

  1. Мониторинг экологического состояния городской почвы промзоны методами биодиагностики

    Бардина Т.В., Чугунова М. В., Герасимов А. О., Бардина В. И.

    Проведены многолетние комплексные исследования экологического состояния почвы и растительного покрова промышленной зоны г. Санкт-Петербурга, подлежащей градостроительному преобразованию. В работе использовались различные методы химического анализа, биотестирования и биоиндикации.

    Исследования подтвердили, что городские почвы – урбостратоземы – и, в частности, почвы промышленных зон, являются чрезвычайно сложным для изучения объектом, в силу их неоднородности, изменчивости и постоянной подверженности антропогенным воздействиям различного рода.

    В результате проведенных исследований установлено, что для более корректной оценки экологического состояния почвы наряду с химико-аналитическими методами необходимо применять как элюатное, так и контактное (аппликатное) биотестирование. При элюатном биотестировании наиболее репрезентативен анализ водной вытяжки с использованием простейших – инфузорий. Для контактного способа биотестирования целесообразно использовать в качестве тест-культур почвенные микроорганизмы и высшие растения (пшеница мягкая).

    Биоиндикационные исследования показали, что состояние древесно-кустарниковой растительности не всегда является определяющим критерием при оценке уровня антропогенной нагрузки. В то же время травянистая растительность, а также общее проективное покрытие исследованного участка промзоны в большей степени коррелируют с токсичностью почвы. Травянистые растения более восприимчивы к изменениям окружающей среды и быстрее реагируют на них. Поэтому данные параметры также необходимо включать в набор показателей, используемых при экологическом мониторинге почв промышленных зон урбоэкосистем.

     

    Ключевые слова: урбостратозем, тяжелые металлы, биотестирование, тест-культура, биоиндикация, растительность.

    Monitoring of an ecological condition of the soil in the city’s industrial zone by biodiagnostics methods

    Bardina Tamara V., Chugunova Marina V., Gerasimov Alexander O., Bardina Victoria I.

    Saint-Petersburg Scientific Research Centre for Ecological Safety of the Russian Academy of Sciences, bardinatv@mail.ru

    Abstract:

    Multi-year complex researches of an environmental condition of the soil and plant cover in St. Petersburg industrial zone, which is beyond the city-planning transformation, are conducted. The different methods of chemical analysis, biotesting and bioindication were used.

    The studies have confirmed that urban soils and industrial soils, in particular, are extremely difficult to study, due to their heterogeneity, variability and constant exposure to anthropogenic influences of various kinds.

    Because of the research it has been established that for a more correct assessment of soil’s ecological condition it is necessary to apply along with chemical analysis both eluate and contact (applicate) biotesting methods. While elute biotesting the analysis of aqueous extract with using protozoa (infusorias) is most representative. For a contact biotesting it makes most sense to use soil microorganisms and the higher plants (wheat) as test cultures. Bioindication results have showed that the wood and shrubby vegetation condition is not always the determining criterion in assessing the level of anthropogenic load. At the same time, the grassland vegetation and the common projective covering of the explored site are largely associated with the soil toxicity. The grassland vegetation are more susceptible to environmental changes and respond faster to them. Therefore, these indicators must be also included in the parameter set used at the environmental monitoring of the urban industrial zones’ soils.

     

    Keywords: Urban soils, heavy metals, biotesting, test culture, bioindication, vegetation

  2. Взаимосвязь микробиологических параметров и физических свойств черноземов сегрегационных

    Чевердин Ю. И., Титова Т. В., Беспалов В. А., Сапрыкин С. В., Гармашова Л. В., Чевердин А. Ю.

    Важным компонентом плодородия почв является состав почвенной микрофлоры. Исследования проведены в ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева» в условиях агроценозов и ненарушенных экосистем. В слое 0—20 см изучалась структура микробного ценоза и активность почвенных ферментов во фракциях различного размера (1—2 мм; 2—3 мм; 3—5 мм; 5—10 мм; больше 10 мм). Численность эколого-трофических групп микроорганизмов определяли методом посева на твердые питательные среды. Учет организмов, усваивающих органические формы азота – посев на мясопептонный агар (МПА); учет организмов, ассимилирующих минеральные формы азота – посев на крахмально-аммонийной среде (КАА); учет организмов, минерализующих гумус – посев на нитратном агаре; учет грибов – среда Чапека; учет количества азотобактера – на почвенных пластинках; учет нитрификаторов – на голодном агаре; учет организмов, разлагающих клетчатку – среда Виноградского. Определение активности почвенных ферментов (инвертазы, каталазы и фосфатазы) – по унифицированным методикам А. Ш. Галстяна (1978); структурный состав – по Н. И. Саввинову.

    Установлена взаимосвязь физических свойств почв, одним из которых является структурный состав, с интенсивностью почвенно-биологических процессов. Количество аммонификаторов больше в мелких фракциях, как и иммобилизаторов углерода. Размер почвенных агрегатов определяет и количество почвенных микроорганизмов, развивающихся в них.

    Активность почвенных ферментов фосфатазы, инвертазы, уреазы выше в почве естественно сохранившегося биоценоза по сравнению с почвой агроценоза. Активность каталазы выше в почве агроценоза, чем в почве естественно сохранившегося биоценоза. Наибольшую активность почвенные ферменты показали во фракциях меньшего размера. Регулируя физические свойства почвы, одним из которых является структурное состояние, можно влиять на количество почвенных микроорганизмов и ферментов, определяющих интенсивность почвенно-биологических процессов, происходящих в почве, и, как следствие этого, на её плодородие.

     

    Ключевые слова: чернозём, микробиологические параметры, физические свойства.

    The relationship of microbiological parameters and physical properties of сhernozems segregation

    Cheverdin Yuri I.1, Titova Tatiana V.1, Bespalov Vladimir A.1, Saprikin Sergey V.1, Garmashova Lubov V.1, Cheverdin Alexander Yu.1

    1Scientific Research Institute of Agriculture the Central black-earth zone named of V.V. Dokuchayev, Stone Steppe, Russia; cheverdin62@mail.ru

    An important component of soil fertility is the composition of the soil microflora. Research performed in FEDERAL state budgetary institution " Scientific Research Institute of Agriculture the Central black-earth zone named of V.V. Dokuchayev " in terms of agricultural lands and undisturbed ecosystems In the layer 0—20 cm was applied to study the structure of the microbial cenosis and the activity of soil enzymes in the fractions of different sizes (1—2 mm; 2—3 mm; 3—5 mm; 5—10 mm; greater than 10 mm). The number of ecological-trophic groups of microorganisms was determined by seeding on solid nutrient medium. The account of organisms assimilate organic forms of nitrogen seeding on mastopathy agar (MPA); the account of organisms assimilating mineral forms of nitrogen seeding on starch-ammonium medium (KAA); consideration of organisms mineralizing humus – sowing nitrate-agar; accounting mushrooms – Wednesday Capek; given the number of Azotobacter on soil plates; accounting of nitrifying microorganisms – on starvation agar; consideration of organisms decomposing the cellulose – viticultural environment. Determination of the activity of soil enzymes (invertase, catalase and phosphatase) – for uniform methods A. S. Galstyan (1978); the structural composition of N. I. Savvinova.

    The interrelation of the physical properties of soils, one of which is structural composition, with the intensity of soil biological processes. The number of ammonifying more in the finer fractions, and immobilization of carbon. The size of soil aggregates determines the number of soil microorganisms developing in them.

    The activity of soil enzymes phosphatase, invertase, urease is higher in the soil naturally preserved biocenosis in comparison with the soil of agrocenosis. Catalase activity is higher in the soil of agrocenosis than in the soil naturally preserved biocenosis. The highest activity of soil enzymes was shown in the fractions of a smaller size. Adjusting physical properties of the soil, one of which is a structural condition, it is possible to influence the amount of soil microorganisms and enzymes that determine the intensity of soil-biological processes in the soil, and, consequently, its fertility.

     

    Keywords: сhernozem, microbiological parameters, physical properties.

  3. Оценка почв субтропической зоны Азербайджана под овощными культурами по биологическим показателям

    Изучена биологическая активность в севообороте под овощными культурами и при бессменном выращивании этих культур в орошаемых серо-бурых и лугово-сероземных (сухие субтропики), в аллювиально-лугово-лесных (полузасушливые субтропики), в желтоземно-глеевых (влажные субтропики) почвах и в целинных аналогах. На основе биологических показателей дана биодиагностика и комплекс биологических параметров, проведен интегральный анализ биологического состояния изучаемых почв. Интегральный показатель биологического состояния (ИПБСП) орошаемых серо-бурых почв в овоще-кормовом севообороте был на 18% выше, чем в целинных вариантах и на 34% выше, чем при бессменном, а в овоще-бобовом севообороте, соответственно, на 12% и 30% выше. В орошаемых лугово-сероземных почвах этот показатель в севообороте составил 100%, в целинных аналогах был на 15%, а при бессменном выращивании на 35 % ниже. В аллювиально-лугово-лесных почвах ИПБС в целинных вариантах составил 100%, в севообороте этот показатель был на 2% ниже, а при бессменном возделывании ниже  на 40%. В желтоземно-глеевых почвах, соответственно, 100% на целине, 8% и 30% – в культуре. ИПБС изучаемых почв в севообороте и целинных вариантах колебался в интервале 82—100%, по шкале они относились к почвам очень высокой биологической активности, а при бессменном выращивании этих культур этот показатель колебался в пределах 60—70% и они относились к почвам высокой и средней биологической активности.

    Исследованиями установлено, что использование научно-обоснованных севооборотов в условиях орошения позволяет сохранить плодородие аллювиально-лугово-лесных и желтоземно-глеевых почв, а на серо-бурых и лугово-сероземных почвах даже повысить.

     

    Ключевые слова: почвы субтропической зоны, севооборот, бессменные культуры, биологическая активность, биологическая оценка

    Evaluation of soils of subtropical zone of Azerbaijan under vegetable cultures by biological parameters

    Orujova Naila Hidayatovna

    Institute of Soil Science and Agochemistry of National Academy of Sciences of Azerbaijan, 1073  Baku, Mamed Rahim, 5, E-mail: naila.56@mail.ru

    Abstract. Biological activity was studied in crop rotation under vegetable cultures, permanent culture of these plants variants in irrigate gray-brown and meadow-gray (dry subtropic), in alluvial-meadow-forest (semi-arid subtropic), in yellow-gleyey (humid subtropic) and virgin soils. On the basis of biological parameters the biodiagnostics was given and an integrated indicator of a biological state in the studied soils An integral parameter of the biological state (IPBS) in the irrigated grey-brown soils in vegetable-fodder was 18% more than in the virgin versions and 34% more than under the permanent cultivation, but on the vegetable-bean crop rotation - respectively12% and 30% more. In crop rotation of irrigated meadow-gray soils this indicator formed 100%, in virgin versions was lower 15%, under permanent cultivation – 35 %, in the virgin versions of the alluvial-meadow-forest soils IPBS was 100%, this parameter in crop rotation was lower than 2%, at the permanent cultivation –40% lower, and in yellow-gley soils respectively - 100%, 8% and 30%. IPBS in the studied soils and in virgin versions vibrated by 82-100%, according to the available scale they belonged to the soils with the very high biological activity, at the permanent cultivation of these cultures this parameter vibrated by 60-70%, and they belonged to the soils with high and mean biological activity. It was established by the researches that the use of the scientific-based crop rotations under the condition of irrigation allow to save fertility of alluvial-meadow and forest yellow-gleyey soils, and even to rise it in gray-brown and meadow-gray soils.

     

    Keywords: soils of a subtropical zone, crop rotation, permanent cultures, biological activity, biological evaluation

  4. Воспроизводство плодородия орошаемых серо-бурых почв аридной зоны Азербайджана

    В настоящее время в аридной зоне Азербайджана  содержание гумуса в орошаемых серо-бурых почвах в пахотном слое (0-25 см) почвы снизилось с 2,15—2,18% (1992 г.)  до 1,7—2,09% (2000 г.) и продолжает снижаться.

     На огромное значение многолетних и однолетних трав в накоплении органического вещества  в почвах  указывали еще В.В.Докучаев, П.А.Костычев, В.Р.Вильямс и др. Целью исследования является изучение  влияния растительных остатков промежуточных посевов кормовых культур на воспроизводство плодородия  орошаемых серо-бурых почв  аридной зоны Апшеронского полуострова.

    В статье изложены результаты исследований для установления влияния промежуточных посевов кормовых культур на основные показатели плодородия орошаемых серо-бурых  почв.  

    Установлено, что почвенно-климатические условия аридной зоны позволяют получать с одного гектара в год  три урожая зеленой массы  (1250,0 ц) и накопить в слое 0—50 см  почвы в среднем 185,44 ц сухой массы стерне-корневых остатков по схеме Озимая рожь + вика + рапс  на з/ м,1-урожай →Кукуруза + соя + сорго + амарант, на силос, 2-ой урожай →

    Ячмень+ вика, на з/м, 3-ий урожай. Со стерневыми и корневыми остатками в слой 0—50 см почвы  поступали  6120 кг углерода,  287,4 кг биологически связанного азота,150,2  кг фосфора, 391,3 кг калия.

    По отношению к исходным показателям в слое 0—50 см почвы увеличилось содержание гумуса с 1,55 до 1,79 %  и запас гумуса – с 89,9 до 121,8 т/га, что обеспечило  бездефицитный баланс гумуса (+0,38 т/га). Оптимизировались значения плотности почвы (1,15 г/см3) и плотности твердой фазы почвы (2,6 г/см3); повысились общая пористость с 48 % до 60 %, и  водопроницаемость – с 1,15 до 1,75 мм/мин. 

     

    Ключевые слова: орошаемая серо-бурая почва, стерне-корневые остатки, гумус, запас и баланс гумуса, удельный вес, объемная масса, пористость.

    The Rehabilitation of the Fertility of Irragri Gipsic Calcisols in Azerbaijan Arid Zone

    Babayev  Maharram Pirverdi, Ramazanova Firoza Muxurovna

    The Institute of Soil Science and Agrochemistry, Azerbaijan National Academy of Sciences, 5, Mamed Rahim str., AZ1073 Baku; e-mail: firoza.ramazanova@rambler.ru

     

    Abstract

    At present, in Azerbaijan arid zone, the humus content in the topsoil of Irragri   Gipsic   Calcisols (0-25 cm) has decreased from 2.15-2.18% (1992) to 1,7—2,09% (2000) and it keeps decreasing.

     Even in works by Dokuchaev V.V., Kostychov P.A. and Williams V.R, the tremendous significance of perennial and annual herbs in the accumulation of organic matter in soils was mentioned. The research objective is the study of the influence of plant residues of intermediate sowings of fodder crops on the rehabilitation of the fertility of Irragri   Gipsic   Calcisols in the arid zone of the Absheron peninsula.

    The article describes the results of the researches carried out on the same plot in order to determine the influence of intermediate sowings of fodder crops on the main indices of fertility of Irragri   Gipsic   Calcisols.

     Soil-climatic conditions in the arid zone enable reaping three harvests of the green mass (1250,0 centners) from one hectare and accumulating on the average 185,44 centners of the dry mass of stubble and root residues: winter rye+vetch+rape (harvest I) →  corn+soya+sorghum+amaranth (harvest II) → barley+vetch (harvest III) in the soil layer 0-50cm. Together with stubble and root residues, the soil receives 6120 kg of carbon, 287,4 kg of biologically fixed nitrogen, 150,2 kg of phosphorus, 391,3 kg of potassium.

      Comparing to the previous indices in the soil layer 0-50 cm, there was the increase in humus content  from 1,55% to 1,79% and humus supply -from 89,90 t/ha to 121,8 t/ha; humus balance - (+0,38 t/ha); total porosity  -from 48% to 60%  and water permeability  -from 1,15 mm/min to 1,75mm/min; the density of soil (1,15 g/cm3 ) and the density of the solid phase (2,6 g/cm3) are optimal.

     

    Keywords: Irragri Gipsic Calcisol, stubble and root residues, humus, humus supply, specific weight, volume weight, porosity.

  5. Почвенно-экологическая ситуация в городе Железноводске

    Сведения о почвенном покрове городских территорий необходимы для детальных экологических исследований, административным органам они нужны при разработках схем перспективного освоения территории, сохранения и развития рекреационных зон. Объект исследования – почвенный покров города Железноводска, самого маленького города Кавказских Минеральных Вод. Являясь городом-курортом, в то же время он включает в себя промышленную, автотранспортную и селитебную зоны. Поэтому контрольные площадки располагали в зоне повышенных техногенных нагрузок, фоновые – в зоне минимальных воздействий промышленных объектов и хозяйственной деятельности.

    В результате исследований установлено, что почвенный покров города и его окрестностей несет на себе отпечаток структуры и характера землепользования. Наиболее сохранен почвенный покров парково-рекреационной и природоохранной зон города . Он представлен черноземами обыкновенными карбонатными, перегнойно-карбонатными и серыми лесными почвами. Естественные почвы города по химическим показателям практически не отличаются от зональных почв сельскохозяйственной округи.

    Наиболее опасные загрязнители или находится в концентрациях, не превышающих ПДК (цинк, свинец, медь, молибден), или не обнаружены (вольфрам, талий, серебро, мышьяк, кадмий, германий). Превышение допустимых значений по цинку, свинцу, меди, молибдену отмечено на локальных участках. Значительные площади с повышенным содержанием стронция, хрома, никеля обусловлены как природными геохимическими аномалиями этих металлов, так и антропогенным воздействием. При этом оценка экологического состояния почвенного покрова зависит от метода интерпретации полученных данных. В соответствии со шкалой опасности загрязнения почвы Железноводска относятся к категории «допустимого» загрязнения тяжелыми металлами. В то же время с учетом повышенных требований к состоянию почв ландшафтно-рекреационных территорий уровень загрязнения почв в городе можно оценить как средний.

     

    Ключевые слова: Почвенный покров города Железноводска, загрязнение, тяжелые металлы, оценка уровня загрязнения

    Soil-ecological situation in Zheleznovodsk

    Bezuglova Olga Stepanovna, Markova Galina Alekseevna

    Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia

    Abstract. Information on the top-soil of urban areas is necessary for detailed ecological studies. Administrative authorities need them to design schemes for the prospective development of the territory, as well as for preservation and expansion of the recreational zones. The object of research is the top-soil of Zheleznovodsk, the smallest city of the Caucasian Mineral Waters region. Zheleznovodsk is primarily a resort city, but it also includes industrial, motor transport and residential areas. Therefore, the control areas were located zones of increased industrial activity, while the background areas were set on the territories free from industrial and economic impact.

    The observation results established that the top-soil of Zheleznovodsk and its suburbs are affected by the type and intensity of the land use. The top-soil in the park-recreational and protected conservation zones of the city is most preserved. It is represented by the ordinary chernozem carbonate, rendzins and gray forest soils. In terms of the chemical composition the city’s native soils were not different from the zonal soils of the agricultural district.

    The most dangerous pollutants – zinc, lead, copper, molybdenum – were in concentrations not exceeding the MPC. Tungsten, thallium, silver, arsenic, cadmium, germanium were not found.  At the local sites the concentration of zinc, lead, copper, and molybdenum exceeded the permissible values. Substantial areas with a high content of strontium, chromium, nickel could be explained by both natural geochemical anomalies of these metals and anthropogenic impact. However, the assessment results of the top-soil ecological condition depend on the method of the data interpretation. According to the hazard scale, the contamination of the soil in Zheleznovodsk was classified as "permissible" level contamination with heavy metals. On the other hand, considering the increased requirements to the soil condition in protected conservational and recreational areas, the level of soil pollution in the city of Zheleznovodsk could be estimated as average.

     

    Keywords: Top-soil analysis of the city of Zheleznovodsk, pollution, heavy metals, pollu-tion level estimation.