Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Ферментативная активность почв при различных антропогенных воздействиях

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Ферментативная активность почв при различных антропогенных воздействиях"

На правах рукописи

ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Воронеж-2003 г.

Работа выполнена в Воронежском государственном университете

Научный руководитель: академик РАСХН, доктор биологических наук,

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Ведущая организация: Воронежский государственный аграрный университет

Защита состоится «19 » декабря 2003 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.02 Воронежского государственного университета по адресу: 394006 Воронеж, Университетская пл., д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан <АЬ » и сл5рл 200 Зг.

профессор

Щербаков Андрей Павлович

Надежкин Сергей Михайлович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Косолапова Алла Васильевна

Ученый секретарь диссертационного совета

Брехова Л.И.

2оо?-А

)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях возросшей антропогенной нагрузки на биосферу планеты, почва, являясь элементом природной системы и находясь в динамичном равновесии со всеми другими компонентами, подвергается деградационным процессам. Потоки веществ, попадая в почву в результате антропогенной деятельности, включаются в естественные циклы, нарушая нормальное функционирование почвенной биоты, и как следствие, всей почвенной системы. Среди различных биологических критериев оценки антропогенного влияния на почвы наиболее оперативными и перспективными являются биохимические показатели, дающие сведения о динамике важнейших ферментативных процессов в почве: синтезе и разложении органического вещества, нитрификации и других процессах.

В работе рассматривается один из возможных подходов к решению этой задачи - исследование возможных взаимосвязей уровня техногенного загрязнения почв и их ферментативной активности, а так же наиболее благоприятных агроприемов для возделывания некоторых сельскохозяйственных культур. Преимуществом использования этих показателей является не только возможность быстрого определения изменений в экосистемах на очень ранних стадиях, но и возможность прогнозирования степени и направленности изменений, происходящих в них.

Имеющиеся сведения о ферментативной активности различных типов почв, при различном антропогенном воздействии в настоящее время пока недостаточны и требуют дальнейшего изучения. Это делает весьма актуальным в теоретическом и практическом отношениях изучение вопросов, затрагиваемых в данной работе.

Цель и задачи исследования. Целью исследований явилось изучение ферментативной активности почв в условиях интенсивного антропогенного воздействия и возможности ее использования для диагностики экологического состояния почв.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

- Изучить влияние длительного (65 лет) систематического применения удобрений в севообороте на ферментативную активность чернозема выщелоченного.

- Изучить взаимосвязи ферментативной активности выщелоченного чернозема с его агрохимическими свойствами.

- Исследовать влияние возраста пашни (10, 45, 75 лет) на ферментативную активность чернозема обыкновенного.

- Исследовать воздействия различных концентраций тяжелых металлов (СсЗ и Аб) на ферментативную активность почвы.

- Изучить влияние автотранспорта на ферментативную активность почв в зоне влияния автомагистрали «Дон-1».

- Оценить возможность использования показателей ферментативной активности почв как биоиндикаторов для оценки экологического состояния почв.

Научная новизна. Впервые в Центрально-Черноземном регионе проведено комплексное исследование динамики ферментативной активности почв в зависимости от различных систем применения удобрений, обработки почвы, уровней техногенного загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Установлено, что ферментативная активность почв может быть использована как один из диагностических показателей характеристики агроэкологического состояния почв, испытывающих интенсивное антропогенное влияние. Предлагается ряд показателей ферментативной активности почв по степени чувствительности к воздействию тяжелых металлов.

Защищаемые положения:

- В результате длительного сельскохозяйственного использования черноземов обыкновенного и выщелоченного под влиянием длительного внесения удобрений и механической обработки почв, наблюдаются изменения агрохимических свойств и ферментативной активности почв.

- При длительном систематическом применении удобрений на черноземе выщелоченном уреазная активность является наиболее чувствительным биохимическим показателем.

- По степени чувствительности к механической обработке чернозема обыкновенного ферменты могут быть расположены в следующий ряд: уреаза>каталаза>инвертаза.

- По степени токсичности и ухудшению ферментативной активности бурой лесной песчаной почвы тяжелые металлы располагаются следующим образом: Cd>As.

- По степени чувствительности к загрязнению бурой лесной песчаной почвы кадмием ферменты могут быть расположены в следующий ряд: катал аза>фосфатаза>уреаза.

Практическая значимость работы. Показана реальная возможность индикации воздействия на почву разного рода антропогенных факторов с помощью показателей ферментативной активности почв. Определен ряд наиболее информативных показателей ферментативной активности почв.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и получили положительную оценку на научных конференциях: Докучаевские молодежные чтения 2001 «Методологические проблемы современного почвоведения» С-Петербург; VIII международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2001», 10-13 апреля 2001 г., Москва; II съезд Белорусского общества почвоведов «Почвы и их плодородие на рубеже столетий», 25-29 июня 2001 г., Минск; III региональная научно-практическая студенческая конференция, сентябрь 2001, Воронеж; «Современные проблемы земледелия и экологии» Международная научно-практическая конференция, 10-12 сентября 2002 г., Курск; Всероссийская конференция, 24-25 апреля 2002 г., Москва; Съезд Немецкого общества почвоведов по биологии почв «Значение почвенных организмов для сохранения функций почв», Neuherberg/München, октябрь 2002; 7-ая Пущинская школа конференция молодых ученых 14-18 апреля 2003 г., Пущино; Международная научно-практическая конференция, посвященная 80-летию ВНИИСС им. A.JI. Мазлумова, Воронеж, 2003; Международная научно-практическая конференция, 9-11 сентября 2003 г., Курск.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основной материал изложен на 163 страницах машинописного текста и включает в себя 31 таблицу, 8 рисунков, 4 схемы и 33 приложения. Список литературы состоит из 136 работ (из них 17 работ зарубежных авторов).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и дана общая характеристика работы.

1. Изменение ферментативной активности почв при различных антропогенных воздействиях

Ферментативная активность почвы характеризует размеры и направление процессов превращения веществ и энергии в природных экосистемах. Поэтому, этот показатель имеет для оценки современного состояния почвенного покрова не меньшее значение, чем химический состав и физические свойства почвы /Гельцер и др., 1995/.

Биологические показатели почвы все чаще применяются в различных исследованиях, в том числе и экологических / Галстян 1980; Стахурлова, Щербаков 1996; Габбасова И.М., Хазиев Ф.Х., Хакимов В.Ю., 2002 и др./. Однако их широкое применение еще сдерживается из-за ряда проблем. Ферментативная активность зависит от различных экологических факторов и дифференциации почвенно-климатических условий. Неравномерность распределения показателей биологической активности почв обуславливается также гетерогенностью химических загрязнителей и неравномерностью их пространственного распределения. В связи с этим, многими исследователями предлагаются различные биологические показатели для определения влияния того или иного фактора.

Поэтому представляется целесообразным продолжить исследования по выявлению надежных и чувствительных показателей ферментативной активности почв к различным видам антропогенного воздействия.

2. Объекты и методы исследования

В главе дается характеристика условий почвообразования и краткая характеристика исследуемых почв. Представлены генетические свойства почв объектов исследования: черноземов выщелоченных, обыкновенных, серых лесных почв и бурых лесных песчаных почв.

Исследования по изучению влияния различных доз удобрений на ферментативную активность почв проводились в 1998-2000 г.г. в стационарном опыте, заложенном в 1936 году отделом земледелия Рамонской опытной станции на базе ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова (Воронежская обл., пос. Рамонь).

Варианты опыта, на которых были отобраны и исследованы почвенные образцы, указаны в таблице 1.

Почва - чернозем выщелоченный малогумусный среднемощный тяжелосуглинистый на покровном лессовидном карбонатном суглинке.

Таблица 1

Схема внесения удобрений в опыте

№ п/п № варианта N д.в., кг/га Р д.в., кг/га К д.в., кг/га Навоз, т/га

1 36 0 0 0 0

2 39 45 60 45 25

3 31 90 120 90 25

4 32 135 180 135 25

5 30 45 60 45 50

6 41 190 190 190 0

Почвенные образцы для исследования отбирались почвенным буром каждые 20 см в течение всего периода вегетации: в мае-июне после появления одной-двух пар настоящих листьев, в июле - в период смыкания листьев в междурядье и в сентябре — в период интенсивного накопления сахара.

Для проведения сравнительного анализа также были отобраны образцы чернозема выщелоченного на залежном участке. Отбор проводился тем же методом на глубину 0-20 см, а затем каждые 10 см до глубины I м.

Для изучения влияния механической обработки почвы на ферментативнук активность чернозема обыкновенного были выбраны следующие варианты опыт; в стационарном полевом опыте на базе НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева (Воронежская обл.): 1)пашня 75-77 лет; 2) пашня 45-47 лет; 3) пашня старше 1012 лет; 4) некосимая залежь; 5) косимая залежь.

Почва — чернозем обыкновенный среднегумусный маломощны? тяжелосуглинистый на карбонатном лессовидном суглинке.

Отбор образцов производился с помощью почвенного бура методом «конверта» на глубину 0-20 и 20-40 см.

Изучение влияния автотранспорта на ферментативную активность почв проводилось на территории, расположенной вдоль автотрассы «Дон-1». При продвижении по автотрассе с севера на юг светло-серые лесные почвы сменяются серыми лесными, темно-серыми лесными, черноземами оподзоленными, выщелоченными и далее черноземами типичными, обыкновенными и южными. Встречаются также внутризональные почвы такие, как: серые лесные глеевые, лугово-черноземные, дерново-карбонатные и аллювиальные почвы.

Почвенные образцы отбирались на расстоянии от кромки дороги 10, 50, 100 и 150 м (см. схему 1). Отбор проводился в конце июня 1999г. в безветренную погоду на глубину 0-10 и 10-20 см.

Для изучения влияния различных концентраций тяжелых металлов на ферментативную активность почв был выбран модельный опыт, заложенный в 1975-1976 г.г. Земельным ведомством г. Берлин. В рамках данного опыта субстратом бурой лесной песчаной почвы были заполнены бетонные ниши и внесены различные концентрации солей тяжелых металлов. В рамках опыта

вносились: мышьяк, бериллий, кадмий, бром, хром, фтор, ртуть, никель, свинец, (

*

селен, олово и ванадий. Также были ниши без загрязнения - контрольные варианты. Опыт был заложен в 4-кратной повторности.

Почва обрабатывалась по системе принятой в этом регионе: рыхление весной, подготовка почв к посеву, возделывание различных с/х растений.

Схема отбора проб (автомагистраль «Дон-1») [1]

1- 8 -1- 7 -1- 6 5 Кашира 1 1 1 2 I 3 1 .1 4 |

14 13 I2! Богородиц* , т" 16 17 1

21 20 1 ,13 ?8, 286км 22 23 24 25

V 26 Чернятино 365км 28 Р Ж

34 33 32 31 [ 1 35 36 37 38

1 40 1 39 Зааонек (обхоа) . 41 42 43

47 46 45 44 Зааонек 48 49

53 1 52 51 | 50 т 1 529км 54 55 I 56 I 57

61 60 I 59 58 588км 62 63 64 65 1

68 67 ------1. 86 651км 69 1—1— 70 —1- 71 -1- •

правая обочина Ы »иия овочина N 100 50 25 10 0 ^т 0 10 26 50 100 I_I_I_1_I I—1_I-1_I

Почвенные образцы для нашей работы отбирались только на вариантах с мышьяком и кадмием, дважды в 2001-2002 г.г. в марте месяце — до посева с/х культур. Глубина отбора проб - 0-30 см.

Лабораторно-аналитические исследования выполнены с использованием общепринятых в почвоведении и биологии почв методов. В свежих почвенных образцах проводили определения агрохимических показателей, были использованы следующие методы: определение щелочногидролизуемого азота по методу Корнфилда; определение содержания подвижных фосфатов по методу Чирикова; общего количества обменного калия методом Масловой; углерода «мокрым сжиганием» по Тюрину; гидролитическую кислотность по Каппену; комплекснометрическое определение суммы кальция и магния в водной вытяжке титрованием комплексоном III /Воробьева Л.А., 1998/. Валовое содержание тяжелых металлов (РЬ, Сс1, 2п, Сг, Со, Аэ) в почвах после разложения концентрированными кислотами и подвижные формы, извлекаемые ацетатно-аммонийной вытяжкой с рН=4,8 определяли на атомно-абсорбционном спектрометре ААС 4. Для оценки накопления тяжелых металлов в почве были

использованы геохимические параметры — коэффициент концентрации и показатель суммарного загрязнения Zc по формулам (Сает и др., 1990).

О ферментативной активности почв судили по активности ферментов двух классов: оксидоредуктаз — каталазы и гидролаз — инвертазы, уреазы, фосфатазы. Активность уреазы изучалась колориметрическим методом А.Ш. Галстяна в модификации Ф.Х. Хазиева с реактивом Несслера на фотоэлектроколориметре КФК-2-УХЛ4.2 /Минеев В.Г., 2001/; активность инвертазы - методом В.Ф. Купревича; определение активности фосфатазы проводилось колориметрическим методом Ф.Х. Хазиева на фотоэлектроколориметре КФК-2-УХЛ4.2 /Хазиев Ф.Х., 1990/. Метод определения основан на учете количества фенолфталеина. Активность каталазы определялась газометрическим способом по количеству выделяющегося молекулярного кислорода, образующегося при взаимодействии перекиси водорода с почвой /Хазиев Ф.Х., 1982/. Также были использованы колориметрические методы изучения уреазной, инвертазной и фосфатазной активностей почвы методами Schinner F., ôhlinger R., Kandeler E., Masrgesin R.

Статистическая обработка данных была проведена с помощью дисперсионного и корреляционного анализов на ЭВМ «LG 52Х МАХ» по Доспехову с использованием программ IBM "Stadia" и Microsoft® Excel 2000.

3. Изменение свойств черноземов выщелоченного и обыкновенного при их сельскохозяйственном использовании 3.1. Влияние длительного применения различных систем удобрений на агрохимические свойства и ферментативную активность чернозема выщелоченного

В рамках наших исследований было установлено, что в условиях интенсивной системы земледелия, при длительном внесении удобрений происходит снижение потерь гумуса и улучшается гумусовое состояние чернозема выщелоченного по сравнению с неудобренными вариантами. Содержание щелочногидролизуемого азота, мобильного фосфора и калия возрастает при внесении удобрений. При увеличении доз минеральных удобрений происходит некоторое подкисление почвы.

и

При длительном систематическом внесении минеральных и органических удобрений на выщелоченном черноземе происходят изменения в интенсивности биохимических процессов.

Нашими исследованиями установлено, что длительное применение органоминеральной системы удобрений (N45 Рад К45 +50 т/га навоза) ведет к существенному увеличению уреазной активности чернозема выщелоченного. На данном варианте такая тенденция сохранялась все 3 года исследования. 65-летнее внесение удобрений в дозе N135P180K135 привело к снижению активности уреазы в исследуемой почве (табл. 2).

Таблица 2

Уреазная активность чернозема выщелоченного при длительном применении

удобрений (мг NH3 / 1 г почвы за 24 часа)

Варианты 2 1998 г. 1999 г. 2000 г.

опыта Глубина, с >я ев S июль октябрь « св s июль октябрь « <я S июль октябрь

Контроль 0-20 0,62 0,89 0,84 0,64 0,89 0,70 0,76 0,60 0,66

20-40 0,65 0,73 0,86 0,76 0,78 0,64 0,68 0,66 0,68

N45P60K45 0-20 0,57 0,75 0,87 0,64 0,84 0,74 1,05 0,62 0,62

20-40 0,52 0,72 0,86 0,84 0,84 0,74 0,68 0,52 0,56

N90P120K90 0-20 0,52 0,92 1,02 1,00 0,64 1,00 0,79 0,56 0,52

20-40 0,52 0,83 0,86 0,90 0,63 1,32 0,91 0,6 0,60

N,3sP«OK,35 0-20 - - - 0,74 0,52 0,60 0,66 0,60 0,60

20-40 - - - 0,64 0,52 0,60 0,56 0,50 0,45

N45 РбО К45 0-20 1,08 0,97 1,14 0,90 0,94 0,96 0,66 0,68 0,50

+50 т/га 20-40 0,93 0,91 0,96 0,85 0,92 0,84 0,66 0,60 0,77

навоза

N19oP,9oK19o 0-20 0,49 0,74 0,83 0,58 0,60 0,60 0,7 0,66 0,66

20-40 0,38 0,62 0,75 0,56 0,60 0,54 0,47 0,60 0,68

Инвертазная активность чернозема выщелоченного была высокой на вариантах с двойной и тройной дозой минеральных удобрений и с органо-

минеральной системой (табл.3). Наиболее существенные изменения были установлены на варианте ЫадР^оКад. Это свидетельствует об усилении процессов минерализации органического вещества почвы. Минимальная инвертазная активность была на контрольном варианте.

Таблица 3

Инвертазная активность чернозема выщелоченного при длительном применении удобрений (мг глюкозы/ 1 г почвы за 24 часа)

Вариант опыта Глубина, см 1998 г. 1999 г. 2000 г.

Контроль 0-20 18,9 22,9 20,4

20-40 19,1 22,8 16,5

N45 Р60 К45 0-20 18,6 22,4 20,7

20-40 17,5 20,7 17,2

^90 Р12О К90 0-20 19,9 25,2 25,4

20-40 19,2 25,9 21,4

N135 Р18О ^-135 0-20 - 22,1 20,4

20-40 - 21,5 17,3

^РбоКдз + 50 т/га навоза 0-20 18,6 24,8 23,5

20-40 18,4 23,7 19,9

М190Р19<)К.190 0-20 18,0 22,7 23,1

20-40 17,6 21,2 17,1

По данным дисперсионного анализа существенных изменений фосфатазной и каталазной активности чернозема выщелоченного при длительном применении удобрений не выявлено.

В результате наших исследований были установлены положительные коррелятивные связи между активностью уреазы, фосфатазы, инвертазы, каталазы и содержанием щелочногидролизуемого азота (коэффициент корреляции г = 0,96; г = 0,96; г = 0,99; г = 0,98 соответственно).

Таким образом, уреазная активность чернозема выщелоченного является наиболее чувствительным биохимическим показателем при длительном

воздействии удобрений. Наименее чувствительными были каталазная и фосфатазная активность почвы.

3.2. Влияние распашки на ферментативную активность чернозема

обыкновенного

Влияние различных способов обработки и их глубин на биологические свойства почв широко изучено. В своей работе мы акцентируем внимание на длительности использования чернозема обыкновенного и изменение его биологической активности в результате этого. В качестве критериев, характеризующих степень изменения биологических свойств пахотных участков, были использованы образцы залежных участков.

Как показали результаты наших исследований, для всех выбранных нами ферментов наблюдалась одна и та же закономерность. При увеличении срока использования чернозема обыкновенного в качестве пашни, ферментативная активность его уменьшалась (рис. 1, 2, 3, 4). Но наряду с общей тенденцией, были установлены и некоторые различия.

Ферментативная активность косимой и не косимой залежи между собой не имели существенных отличий. Наблюдалось только значительное снижение активности фосфатазы на участке косимой залежи. Вероятно, это связано со снижением поступления растительных остатков в почву на данном варианте.

Ежегодная механическая обработка почв в течение первых 10 лет привела к значительным снижениям активности фосфатазы, а также уреазы и инвертазы. Существенное снижение каталазной активности было определено нами только на вариантах пашни 75-77 и 45-47 лет.

Результаты исследования указывают на постепенную адаптацию биохимических свойств почв к такому антропогенному воздействию как механическая обработка почвы. Этот процесс подтверждается результатами исследования почвенных образцов с участка пашни более 75 лет. Инвертазная и уреазная активность чернозема обыкновенного, используемого в сельском хозяйстве более 45 и 75 лет практически идентичны. Незначительно изменяй каталазная и фосфатазная активности - на 6-7%.

П 76 П 46 П10 ЗК ЗН

Рис. 1. Фосфатазная активность чернозема обыкновенного при разной длительности его обработки

П 76 П 46 П10 ЗК ЗН

Рис. 2. Уреазная активность чернозема обыкновенного при его механической обработке

П 76 П *6 П10 зк зн

Рис. 3. Каталазная активность различных угодий чернозема обыкновенного

П7< П 46 П10 ЗК ЗН

Рис. 4. Инвертазная активность чернозема обыкновенного при его механической обработке

Таким образом, наиболее чувствительной к обработке почв оказалась фосфатазная активность почвы. Активность каталазы проявила меньшую изменчивость. Активность уреазы и инвертазы занимает промежуточное положение.

4. Влияние техногенного загрязнения на ферментативную

активность почв 4.1. Ферментативная активность почв в зоне влияния автомагистрали

В почвенных пробах, отобранных вдоль автомагистрали «Дон-1», определены педологические параметры содержания тяжелых металлов (РЬ, Со, N1, С<1, Ъл, Си). В качестве критериев, характеризующих степень загрязнения почв, использованы суммарные коэффициенты концентрации загрязняющих < веществ.

Суммарный показатель загрязнения почв (2с) рассчитывается как сумма коэффициентов загрязнения различных химических веществ.

Ъс= £ Кс

Оценка степени загрязнения почв химическими веществами осуществлялась в соответствии со шкалой, предложенной аналитическим центром и специалистами Госкомэкологии (табл. 4).

Таблица 4

Оценка степени загрязнения почв химическими веществами

Значение Ъс, Степень загрязнения почв

<2 Допустимая

2-8 Слабая

9-32 Средняя

33-64 Сильная

>64 Очень сильная

При исследовании почв вдоль автотрасс «ДОН» было установлено, что коэффициент накопления по №, Со, Си и С<1 в большинстве точек меньше 2,а по РЬ и Сг большая часть точек имеет коэффициент концентрации >2. Таким образом, приоритетными загрязнителями почв в притрассовой полосе являются свинец и хром. Установлено, что 76% изученных почв имеют суммарный показатель загрязнения больше 8, т.е. уровень загрязнения почв средний. Почвы такого уровня загрязнения на современном этапе не требуют специальных восстановительных мелиоративных работ, но они гигиенически опасны, т.к.

являются источниками вторичного загрязнения приземного слоя воздуха пылью, содержащей тяжелые металлы, которые могут поступать в организм человека.

По данным дисперсионного и корреляционного анализов четко выраженного влияния тяжелых металлов и нефтепродуктов на ферментативную активность почв вдоль трассы «Дон-1» не было установлено. Исследования на таких объектах осложняются из-за большого количества факторов, влияющих на биологическую активность почв, которые нередко носят прямо противоположный характер. Поэтому выводы о' возможности использования изученных ферментов в качестве биоиндикаторов при загрязнении почв отходами автотранспорта преждевременны и требуют дальнейших исследований.

4.2. Влияние различных концентраций тяжелых металлов на ферментативную активность почв

Для изучения влияния тяжелых металлов на ферментативную активность почв был выбран модельный опыт на бурой лесной песчаной почве (г. Берлин, Германия). В рамках исследования проводилось изучение влияния кадмия и мышьяка на инвертазную, уреазную, каталазную и фосфатазную активности бурой лесной песчаной почвы. В данном опыте максимально было исключено влияние других химических веществ.

Выбор именно этих металлов для изучения обусловлен следующими соображениями: токсичность мышьяка хорошо известна. В организм человека он поступает с воздухом, водой и пищей. Его повышенное содержание может привести к таким заболеваниям как нарушение функций желудка, рак легких и кожи, невритам.

Роль кадмия в ферментативной системе живых организмов весьма ограничена, но его токсикологическое значение настолько велико, что этот металл фигурировал в самой первой программе ООН мониторинга окружающей среды. С точки зрения экотоксикологии значение кадмия и содержание его в почвах изучены еще недостаточно.

При загрязнении почвы этими металлами более значительные изменения ферментативной активности наблюдались на вариантах с кадмием (рис. 5, 6 ,7, 8). Согласно полученным нами данным, кадмий подавляет каталазную и

фосфатазную активность бурой лесной песчаной почвы на двух исследуемы; вариантах, существенное снижение активности уреазы наблюдается только н; варианте Сс1 II, изменений инвертазной активности нами не установлено.

контроль1 коктроль2 Cd1 Cd2 As1 As2

Рис.5. Влияние Cd и As на каталазную активность бурой лесной почвы

контроль 1 контроль? Cdl Cdll Asi Asll

Рис. 6. Влияние тяжелых металлов на уреазную активность бурой лесной песчаной почвы (Берлин 2002 г.)

контролы контроль 2 CDI CDU ASI ASII

Рис. 7. Иивертазная активность при загрязнении почвы тяжелыми металлами Alk. Phosphatase Berlin 2002

400 ■

350 ■

300

f 250 t

I 200

£ 150

з

100 50 О

f

i 1

m

i

WM

Ш

p < 0,029

i

p < 0,029

4

///y,

m

V//,

¡I

Kontrolle 1 Kontrolle2 CD I CD II AS I AS II

Рис. 8. Влияние Cd и As на фосфатазную активность бурой лесной песчаной почвы

Мышьяк оказал ингибирующее воздействие только на каталазную активность бурой лесной песчаной почвы. Этот факт можно объяснить быстрым выносом растворимых соединений мышьяка за пределы почвенного профиля и

относительно не высоким содержанием его на момент отбора проб в исследуемой почве.

Таким образом, кадмий проявляет более токсичное воздействие на ферментативную активность бурой песчаной почвы, чем мышьяк. Для вариантов с загрязнением почвы кадмием характерна следующая закономерность: каталаза и фосфатаза наиболее чувствительный фермент, инвертаза - наименее, уреаза занимает промежуточное значение. Фосфатаза, каталаза и уреаза могут быть рекомендованы как диагностические показатели загрязнения почв кадмием.

Выводы

1. Показателей ферментативной активности почв в условиях различного антропогенного воздействия (внесение удобрений, распашка загрязнение тяжелыми металлами) возможно использовать для диагностики экологического состояния почв.

2. При длительном систематическом внесении минеральных и органических удобрений на выщелоченном черноземе происходят изменения в интенсивности биохимических процессов. Минеральные удобрения в дозе N90 Р120 К90 повышают активность инвертазы, чтс свидетельствует об усилении процессов минерализации органического вещества почвы. Совместное применение минеральных и органических удобрений увеличивают уреазную активность чернозема выщелоченного, т.к. навоз является источником микроорганизмов и ферментов, а также питательным субстратом для почвенной биоты. Повышенные дозы минеральных удобрений (ИпгР^оКиз) снижают активность уреазы в связи с тем, что при длительном применении повышенных доз удобрений происходит подкисление реакции почв, что отрицательно влияет на активность данного фермента.

3. Накопление в исследуемой почве щелочногидролизуемого азота и повышение активности гидролитических ферментов представляет единый процесс, определяющий сопряженность процессов динамики

и трансформации органических азотных соединений и ферментативной активности почв.

По степени чувствительности к действию удобрений, ферменты можно расположить в следующий ряд: уреаза> инвертаза>фосфатаза = катал аза.

Через 65 лет после закладки опыта темпы снижения запасов гумуса уменьшились и наступило относительное равновесие в процессах минерализации и гумусонакопления. Следовательно, внесение большого количества минеральных удобрений до тройной дозы слабо влияют на минерализационные процессы в черноземе выщелоченном, снижая его ферментативную активность. В условиях интенсивной системы земледелия, при длительном применении удобрений происходит накопление элементов питания растений в результате ежегодно вноса этих элементов с минеральными и органическими удобрениями.

Интенсивное использование чернозема обыкновенного в качестве пашни приводит к негативному изменению его гумусного состояния и ферментативной активности. Этот факт объясняется незначительным поступлением органического вещества вместе с корневыми и пожнивными остатками растений и усилением процесса минерализации собственно гумусовых веществ. По степени чувствительности к механической обработке ферменты в черноземе обыкновенном могут быть расположены следующим образом: фосфатаза> уреаза> инвертаза> каталаза. Резко негативного влияния тяжелых металлов и нефтепродуктов на ферментативную активность почв вдоль трассы «Дон-1» не установлено. Исследования на таких объектах осложняются из-за большого количества факторов, влияющих на ферментативную активность почв, которые нередко оказывают противоположное влияние.

Кадмий проявляет более токсичное действие на ферментативную активность бурой лесной песчаной почвы, чем мышьяк. Для

вариантов с загрязнением почвы кадмием характерна следующая закономерность: каталаза и фосфатаза наиболее чувствительные ферменты, инвертаза — наименее, уреаза занимает промежуточное положение. Фосфатаза, каталаза и уреаза могут быть рекомендованы как диагностические показатели загрязнения бурых лесных почв кадмием.

Предложения производству

Для оптимизации пищевого режима и повышения ферментативной активности чернозема выщелоченного лесостепи и увеличения продуктивности зерносвекловичного севооборота рекомендуется применение N90 Р120 К.90 и N45 Peo К45 +50 т/га навоза как наиболее эффективные дозы удобрений.

В условиях степной зоны для сохранения и воспроизводства почвенного плодородия и ферментативной активности всего пахотного слоя чернозема обыкновенного рекомендуется наряду с ежегодной обработкой почвы применять минеральные и органические удобрения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Девятова Т.А Ферментативная активность пахотных черноземов ЦЧЗ /Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева // Черноземы 2000: состояние и проблемы рационального использования. — Сб. науч. тр. - Воронеж, 2000.-С. 91-94.

Девятова Т.А. Методологический подход к определению предельно допустимых концентраций тяжелых металлов в почвах /Т.А. Девятова, Ю.И. Дудкин, М.Ю. Барсукова, Т.Н. Крамарева // Вестник Воронеж, ун-та,- 2000. - С. 107-110.

Крамарева Т.Н. Изменение ферментативной активности чернозема выщелоченного под влиянием длительного применения удобрений /Т.Н. Крамарева // Докучаевские молодежные чтения — 2001, Санкт-Петербург, 27 февраля-2 марта 2001 г.: Тез. докл. - СПб., 2001. — С.134-135.

Крамарева Т.Н. Влияние длительного 64-летнего систематического Применения удобрений на ферментативную активность выщелоченного чернозема /Т.Н. Крамарева // Труды молодых ученных ВГУ. - Вып.2. - 2001. - С. 67-71.

Крамарева Т.Н. Изменение ферментативной активности чернозема выщелоченного под влиянием длительного применения удобрений / Т.Н. Крамарева // VIII международная конф. студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2001», Москва, 10-13 апреля 2001 г.: Тез. докл. - М., 2001. - С.67-68.

Щербаков А.П. Динамика агрохимических показателей плодородия чернозема выщелоченного в стационарном опыте (1936 г.) /А.П. Щербаков, Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева, В.И. Кураков // Почвы и их плодородие на рубеже столетий: Материалы II съезда белорусского общества почвоведов, 25-29 июня 2001 г., Минск. -Минск, 2001.-С.354-355.

Крамарева Т.Н. Влияние длительного систематического применения удобрений на ферментативную активность выщелоченного чернозема /Т.Н. Крамарева // Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе: Материалы III региональной науч.-практич. студенческой конф., сентябрь 2001 г., Воронеж. - Воронеж, 2001. -С. 56-58.

Девятова Т.А. Ферментативная активность почв в зоне влияния автомагистрали /Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. Всероссийской конференции, 24-25 апреля 2002 г., Москва. - М, 2002. - С.245-246.

Девятова Т.А. Биологическая активность антропогенно измененных почв /Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева, И.Н. Богомолова // Современные проблемы земледелия и экологии: Сб. докл. Международной науч.-практич. конф., Курск, 10-12 сентября, 2002 г. — С.332-334.

Р1 9 8 7 Z 79872.

10. Девятова Т.А. Изменение ферментативной активности чернозема' с— выщелоченного при длительном систематическом применении удобрений /Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева // Научное обеспечение устойчивого свекловодства в России: Мате-лы международ, нач,-практич. конф., посвященной 80-летию ВНИИСС им. A.JI. Мазлумова. - 2003. - С. 133-138.

11. Девятова - Т.А. Влияние автомагистрали на ферментативную активность почв / Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева // Биология - наука XXI века: Сб. тез. 7-ой Путинской школы-конференции молодых ученых, 14-18 апреля 2003 г., Пущино. - Пущино, 2003. - С.403.

12. Девятова Т.А. Биологическая активность почв в зоне влияния автомагистрали «ДОН» / Т.А. Девятова, И.Д. Свистова, Т.Н. Крамарева, А.П. Щербаков // Модели и технологии оптимизации земледелия: Сб. докл. Международной науч.-практич.конф., Курск, 9-11 сентября, 2003г. - С.134-137.

13. Wermbter N., Kramarewa Т., Hintemann Т., Yasuta Т., Katayama А., Marschner Р. und Kandeler Е. Funktionelle und strukturelle Diversität von Mikroorganismen in schwermetall-belasteten Böden eines Langzeitversuchs / Deutschen Bodenkudlichen Mitteilungen, Band 99. -2002,- S. 129-130. I

Заказ № 719 от 13.11 .2003 г. Тир. 100 экз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Крамарева, Татьяна Николаевна

Введение

1. Изменение ферментативной активности почв при антропогенном влиянии (обзор литературы по теме исследования)

2. Объекты и методы исследования

2.1. Природные условия районов исследования

2.2. Генетико-морфологические и агрохимические характеристики почв

2.3. Методика и условия проведения исследований

2.4. Методы лабораторных исследований

3. Изменение свойств черноземов выщелоченного и обыкновенного при их сельскохозяйственном использовании

3.1. Влияние длительного применения различных систем удобрений на агрохимические свойства и ферментативную активность чернозема выщелоченного

3.2. Влияние распашки на ферментативную активность чернозема обыкновенного

4. Влияние техногенного загрязнения на ферментативную активность почв

4.1. Ферментативная активность почв в зоне влияния автомагистрали

4.2. Влияние различных концентраций тяжелых металлов на ферментативную активность почв

Выводы

Введение Диссертация по биологии, на тему "Ферментативная активность почв при различных антропогенных воздействиях"

Актуальность проблемы. В условиях возросшей антропогенной нагрузки на биосферу планеты, почва, являясь элементом природной системы и находясь в динамичном равновесии со всеми другими компонентами, подвергается деградационным процессам. Потоки веществ, попадая в почву в результате антропогенной деятельности, включаются в естественные циклы, нарушая нормальное функционирование почвенной биоты, и как следствие, и всей почвенной системы. Среди различных биологических критериев оценки антропогенного влияния на почвы наиболее оперативными и перспективными являются биохимические показатели, дающие сведения о динамике важнейших ферментативных процессов в почве: синтезе и разложении органического вещества, нитрификации и других процессах.

В работе рассматривается один из возможных подходов к решению этой задачи — исследование возможных взаимосвязей уровня техногенного загрязнения почв и их ферментативной активности, а так же наиболее благоприятных агроприемов для возделывания некоторых сельскохозяйственных культур. Преимуществом использования этих показателей является не только возможность быстрого определения изменений в экосистемах на очень ранних стадиях, но и возможность прогнозирования степени и направленности изменений, происходящих в них.

Имеющиеся сведения о ферментативной активности почв при различных антропогенных воздействиях в настоящее время пока недостаточны и требуют дальнейшего изучения. Это делает весьма актуальным в теоретическом и практическом отношениях изучение вопросов, затрагиваемых в данной работе.

Цель и задачи работы. Целью исследований явилось изучение ферментативной активности почв в условиях интенсивного антропогенного воздействия и возможности ее использования для диагностики экологического состояния почв.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние длительного систематического применения удобрений в севообороте на ферментативную активность чернозема выщелоченного

2. Изучить взаимосвязь ферментативной активности чернозема выщелоченного с его агрохимическими свойствами.

3. Исследовать влияние возраста пашни на ферментативную активность чернозема обыкновенного.

4. Исследовать влияние различных концентраций тяжелых металлов (Сё и Аб) на ферментативную активность почвы.

5. Изучить влияние выхлопных газов автотранспорта на ферментативную активность почв в зоне влияния автомагистрали «Дон-1».

6. Оценить возможность использования показателей ферментативной активности почв как биоиндикаторов для оценки экологического состояния почв.

Научная новизна Впервые в Центрально-Черноземном регионе проведено комплексное исследование динамики ферментативной активности почв в зависимости от различных систем применения удобрений, обработки почвы, уровней техногенного загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Установлено, что ферментативная активность почв может быть использована как один из диагностических показателей характеристики агроэкологического состояния почв, испытывающих интенсивное антропогенное влияние. Предлагается ряд показателей ферментативной активности почв по степени чувствительности к воздействию тяжелых металлов.

Практическая значимость. Показана реальная возможность индикации воздействия на почву разного рода антропогенных факторов с помощью показателей ферментативной активности почв. Определен ряд наиболее информативных показателей ферментативной активности почв.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались и получили положительную оценку на научных конференциях: Докучаевские молодежные чтения 2001 «Методологические проблемы современного почвоведения» С-Петербург; VIII международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2001», 1013 апреля 2001 г., Москва; II съезд Белорусского общества почвоведов «Почвы и их плодородие на рубеже столетий», 25-29 июня 2001 г., Минск; III региональная научно-практическая студенческая конференция, сентябрь 2001, Воронеж; «Современные проблемы земледелия и экологии» Международная научно-практическая конференция, 10-12 сентября 2002 г., Курск; Всероссийская конференция, 24-25 апреля 2002 г., Москва; Съезд Немецкого общества почвоведов по биологии почв «Значение почвенных организмов для сохранения функций почв», Neuherberg/München, октябрь 2002; 7-ая Пущинская школа конференция молодых ученых 14-18 апреля 2003 г., Пущино; Международная научно-практическая конференция, посвященная 80-летию ВНИИСС им. A.JI. Мазлумова, Воронеж, 2003; Международная научно-практическая конференция, 9-11 сентября 2003 г., Курск.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основной материал изложен на 163 страницах машинописного текста и включает в себя 31 таблицу, 8 рисунков, 4 схемы и 33 приложения. Список литературы состоит из 136 работ (из них 17 работ зарубежных авторов).

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Крамарева, Татьяна Николаевна

1. Показатели ферментативной активности почв в условиях различного антропогенного воздействия (внесение удобрений, распашка, загрязнение тяжелыми металлами) возможно использовать для диагностики экологического состояния почв.2. При длительном систематическом внесении минеральных и органических удобрений на выщелоченном черноземе происходят изменения в интенсивности биохимических процессов.Минеральные удобрения в дозе N90 Pi2o К90 повышают активность инвертазы, что свидетельствует об усилении процессов минерализации органического вещества почвы. Совместное применение минеральных и органических удобрений увеличивают уреазную активность чернозема выщелоченного, т.к. навоз является источником микроорганизмов и ферментов, а также питательным субстратом для почвенной биоты. Повышенные дозы минеральных удобрений (N135P180K135) снижают активность уреазы в связи с тем, что при длительном применении повышенных доз удобрений происходит подкисление реакции почв, что отрицательно влияет на активность данного фермента.3. Накопление в исследуемой почве щелочногидролизуемого азота и повышение активности гидролитических ферментов представляет единый процесс, определяющий сопряженность процессов динамики и трансформации органических азотных соединений и ферментативной активности почв.4. По степени чувствительности к действию удобрений, ферменты можно расположить в следующий ряд: уреаза> инвертаза>фосфатаза = каталаза.5. Через 65 лет после заютадки опыта темпы снижения запасов гумуса уменьшились, и наступило относительное равновесие в процессах минерализации и гумусонакопления. Следовательно, внесение большого количества минеральных удобрений до тройной дозы слабо влияют на минерализационные процессы в черноземе выш;елоченном снижая его ферментативную активность.6. В условиях интенсивной системы земледелия, при длительном применении удобрений происходит накопление элементов питания растений в результате ежегодного внесения этих элементов с минеральными и органическими удобрениями.7. Интенсивное использование чернозема обыкновенного в качестве пашни приводит к негативному изменению его гумусного состояния и ферментативной активности. Этот факт объясняется незначительным поступлением органического вещества вместе с корневыми и пожнивными остатками растений и усилением процесса минерализации собственно гумусовых веществ.8. По степени чувствительности к механической обработке ферменты в черноземе обыкновенном могут быть расположены следующим образом: фосфатаза> уреаза> инвертаза> каталаза.9. Резко негативного влияния тяжелых металлов и нефтепродуктов на ферментативную активность почв вдоль трассы «Дон-1» не установлено. Исследования на таких объектах осложняются из-за большого количества факторов, влияющих на ферментативную активность почв, которые нередко оказывают противоположное влияние.10. Кадмий проявляет более токсичное действие на ферментативную активность бурой лесной песчаной почвы, чем мышьяк. Для вариантов с загрязнением почвы кадмием характерна следующая закономерность: каталаза и фосфатаза наиболее чувствительные ферменты, инвертаза - наименее, уреаза занимает промежуточное положение. Фосфатаза, каталаза и уреаза могут быть рекомендованы как диагностические показатели загрязнения бурых лесных почв кадмием.Предложения производству

1. Для оптимизации пищевого режима и повышения ферментативной активности чернозема выщелоченного лесостепи и увеличения продуктивности зерносвекловичного севооборота рекомендуется применение N90 Рпо К90 и N45 Рбо К45 +50 т/га навоза как наиболее эффективные дозы удобрений.2. В условиях степной зоны для сохранения и воспроизводства почвенного плодородия и ферментативной активности всего пахотного слоя чернозема обыкновенного рекомендуется наряду с ежегодной обработкой почвы применять минеральные и органические удобрения.Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Девятова Т.А Ферментативная активность пахотных черноземов ЦЧЗ /Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева // Черноземы 2000: состояние и проблемы рационального использования. - Сб. науч. тр. - Воронеж, 2000.-С. 91-94.2. Девятова Т.А. Методологический подход к определению предельно допустимых концентраций тяжелых металлов в почвах /Т.А. Девятова, Ю.И. Дудкин, М.Ю. Барсукова, Т.Н. Крамарева // Вестник Воронеж, ун-та.- 2000. - 107-110.3. Крамарева Т.Н. Изменение ферментативной активности чернозема выщелоченного под влиянием длительного применения удобрений /Т.Н. Крамарева // Докучаевские молодежные чтения - 2001, Санкт Петербург, 27 февраля-2 марта 2001 г.: Тез. докл. - СПб., 2001. - 134-135.4. Крамарева Т.Н. Влияние длительного 64-летнего систематического применения удобрений на ферментативную активность выщелоченного чернозема /Т.Н. Крамарева // Труды молодых ученных ВГУ. - Вып.2. - 2001. - 67-71.5. Крамарева Т.Н. Изменение ферментативной активности чернозема выщелоченного под влиянием длительного применения удобрений / Т.Н. Крамарева // VIII международная конф. студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2001», Москва, 10-13 апреля 2001 г.: Тез. докл. - М., 2001. - 67-68.6. Щербаков А.П. Динамика агрохимических показателей плодородия чернозема выщелоченного в стационарном опыте (1936 г.) /А.П. Щербаков, Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева, В.И. Кураков // Почвы и их плодородие на рубеже столетий: Материалы II съезда белорусского общества почвоведов, 25-29 июня 2001 г., Минск. -

Минск, 2001. - 354-355.7. Крамарева Т.Н. Влияние длительного систематического применения удобрений на ферментативную активность выщелоченного чернозема /Т.Н. Крамарева // Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в средней школе: Материалы III региональной науч.-практич. студенческой конф., сентябрь 2001 г., Воронеж. — Воронеж, 2001. - 56-58.8. Девятова Т.А. Ферментативная активность почв в зоне влияния автомагистрали /Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл.Всероссийской конференции, 24-25 апреля 2002 г., Москва. - М, 2002. - 245-246.9. Девятова Т.А. Биологическая активность антропогенно измененных почв /Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева, И.Н. Богомолова // Современные проблемы земледелия и экологии: Сб. докл.Международной науч.-практич. конф., Курск, 10-12 сентября, 2002 г. - 332-334.10. Девятова Т.А. Изменение ферментативной активности чернозема выщелоченного при длительном систематическом применении удобрений /Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева // Научное обеспечение устойчивого свекловодства в России: Мате-лы международ, нач.-

практич. конф., посвященной 80-летию ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова. - 2003. - 133-138.11. Девятова Т.А. Влияние автомагистрали на ферментативную активность почв / Т.А. Девятова, Т.Н. Крамарева // Биология -

наука XXI века: Сб. тез. 7-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых, 14-18 апреля 2003 г., Пущине. - Пущино, 2003. -

12. Девятова Т.А. Биологическая активность почв в зоне влияния автомагистрали «ДОН» / Т.А. Девятова, И.Д. Свистова, Т.Н. Крамарева, А.П. Щербаков // Модели и технологии оптимизации земледелия: Сб. докл. Международной науч.-практич.конф., Курск,

9-11 сентября, 2003г. - 134-137.13. Wermbter N., Kramarewa Т., Hintemann Т., Yasuta Т., Katayama А., Marschner P. und Kandeler E. Funktionelle und strukturelle Diversitat von Mikroorganismen in schwermetall-belasteten Boden eines Langzeitversuchs / Deutschen Bodenkudlichen Mitteilungen, Band 99. -

2002.-S. 129-130.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Крамарева, Татьяна Николаевна, Воронеж

1. Абромян С.А. Изменение ферментативной активности почв под воздействием естественных и антропогенных факторов / С.А. Абромян // Почвоведение. 1992. - №7. - С. 70-82.

2. Агроклиматические ресурсы Воронежской области. Л., 1961. - 108с.

3. Адерихин П.Г. Почвы Воронежской области / П.Г. Адерихин — Воронеж, 1963. 264 с.

4. Аксенов И.Я. Транспорт и охрана окружающей среды / И .Я. Аксенов, В.И. Аксенов-М.: Транспорт, 1986.

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев.-М., 1987. 140 с.

6. Антропогенная эволюция черноземов / Под ред. А.П. Щербакова, И.И. Васенева. Воронеж: Воронеж, ун-т, 2000. - 412 с.

7. Багаутдинов Ф.А. Сезонная динамика содержания углеводов и ферментативной активности в некоторых почвах Предуралья / Ф.А. Багаутдинов.-Таллин, 1975. С. 53.

8. Белицина Г.Д. Влияние тяжелых металлов на ферментативную активность почв / Г.Д. Белицина и др. // VII съезд ВОП: Тез. докл. -Ташкент, 1985. Ч. 2. - С. 182.

9. Бурангулова М.Н. Фосфорный режим почв Башкирии: Автореф. дис. . .докт. с.-х. наук / М.Н. Бурангулова- Воронеж, 1967. — 63 с.

10. Бурангулова М.Н. Состояние и перспективы изучения фосфогидролитических ферментов в почвах /М.Н. Бурангулова // Вопросы изучения почв, повышения их плодородия и эффективного применения удобрений. Куйбышев, 1972. - С. 318-319.

11. Винокурова И.К. Природные условия Каменной степи / И.К. Винокурова. Россельхозиздат,1970. - С. 24-33.

12. Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв / Под ред. JI.A Гришиной. М.: Изд-во МГУ, 1990. -205 с.

13. Галиулин Р.В., Действие свинца на дегидрогеназную активность сероземно-луговой почвы / Р.В. Галиулин, Д.А. Пинский // Агрохимия.- 1988. №6.-С. 93-99.

14. Галиулин Р.В. Индикация загрязнения почв тяжелыми металлами путем определения активности почвенных ферментов / Р.В. Галиулин //Агрохимия 1989. -№11.-С. 133-142.

15. Галстян А.Ш. Изучение ферментативной активности эродированных почв / А.Ш. Галстян, Г.Н. Симонян // Биологический журнал Армении.- 1980. Т.ЗЗ, №10. - С. 1105-1111.

16. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении / А.Ш. Галстян. Ереван: Айастан, 1974. - 185 с.

17. Григорян К.В. Оценка степени загрязненности почвы по активности почвенных ферментов / К.В. Григорян, А.Ш. Галстян // Почвоведение.- 1979-№3.-С. 130-138.

18. Григорян К.В. Оценка степени загрязненности почвы по активности инвертазы / К.В. Григорян, А.Ш. Галстян // Методы и проблемы экотоксикологического моделирования и прогнозирования. -Пущино, 1979. -№9-11.-С. 164-165.

19. Девятова Т.А. Биологические свойства почв города Воронежа / Т.А. Девятова // 3 съезд Докучаевского общества почвоведов, Суздаль: Тез. докл. М., 2000. -КнЛ.-С. 13-14.

20. Джувеликян Х.А. Изменение почв и других компонентов биосферы под воздействием выбросов предприятий и автотранспорта // Дис. .канд. с.-х. наук/Х.А. Джувеликян-Волгоград, 1979.

21. Джувеликян Х.А. Экология и человек /Х.А. Джувеликян. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1999. - 260 с.

22. Доклад о состоянии окружающей природной среды Воронежской области в 1997 году / А.Т. Шепеленко, В.В. Гайтеров, В.Д. Дочкин, Л.И. Дубовская и др. Воронеж, 1998. - 152 с.

23. Долгова О.Г. Биохимическая активность почвы при загрязнении /О.Г. Долгова // Почвоведение. 1975. - №4. - С. 113-118.

24. Долгова О.Г. Активность оксид оредуктаз как диагностический показатель загрязнения почвы промышленными отходами / О.Г. Долгова // Почвоведение. 1978. - №7. - С. 152-157.

25. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: Учеб. пособие / Б.А. Доспехов М., 1979. - 230 с.

26. Дроздов К.А. Пруды как антропогенные комплексы / К.А. Дроздов, Я.К. Ковалев // Каменная степь. Воронеж, 1971.

27. Ежов И.Н. Основные вопросы геоморфологии ЦентральноЧерноземных областей: Дис. .докт. географ.наук / И.Н. Ежов. -Воронеж, 1954.

28. Жуков Л.М. Влияние систематического применения удобрений на физико-химические свойства различных почв / Л.М. Жуков // Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов. М., 1980. - С. 50-54.

29. Жукова В.К. Край Воронежский / В.К. Жукова-Воронеж, 1996. 123с.

30. Звягинцев Д.Г. Микробиологические и биохимические показатели загрязнения свинцом дерново-подзолистой почвы / Д.Г. Звягинцев и др. // Почвоведение. 1997. - №9. - С. 1124-1131.

31. Иванов В.Н. Экология и автомобилизация / В.Н. Иванов, В.К. Сторчевус. Киев, 1990. - 210 с.

32. Изменение почв Центрального Черноземья под влиянием антропогенных факторов / Под ред. С.Г. Герасименко: Сб. науч. тр. -Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1986. — 164 с.

33. Ильин В.Б. Химические элементы в системе почва-растение /В.Б. Ильин, М.Д. Степанова. Новосибирск, 1982. -73 с.

34. Каменная степь: Лесоаграрные ландшафты/ Мильков Ф.Н., Нестеров А.И., Петров П.Г и др. Воронеж, 1992.- 224 с.

35. Каменная степь 100 лет спустя: Юбил. Сборник/ Отв. ред. О.Г. Котлярова - Воронеж, 1992. -276 с.

36. Камышев Н.С. Растительный мир / Н.С. Камышев, С.И. Машкин // Воронежская область. Природные условия. Воронеж, 1952. - 4.1. — С. 215-240

37. Камышев Н.С. Растительный покров Воронежской области и его охрана / Н.С. Камышев, К.Ф. Хмелев. Воронеж, 1976. - 181 с.

38. Киреева H.A. Фософгидролазная активность нефтезагрязненных почв / H.A. Киреева, Е.И. Новоселова, Ф.Х. Хазиев // Почвоведение. 1997. -№6. -С. 723-725.

39. Киреева H.A. Активность карбогидраз в нефтезагрязненных почвах / H.A. Киреева, Е.И. Новоселова, Ф.Х. Хазиев // Почвоведение. 1998. -№12.-С. 1444-1448.

40. Киреева H.A. Влияние нефтяного загрязнения на целлюлазную активность почв /H.A. Киреева, В.В. Водопьянова, A.M. Мифтахова // Почвоведение. №6. - 2000. - С. 748-753.

41. Кирюшин В.И. Ферментативная активность выщелоченного чернозема Приобья в связи с интенсификацией возделывания зерновых культур / В.И. Кирюшин, A.A. Данилова // Агрохимия.-1990.-№ 9.-С.1100-1108.

42. Климатические ресурсы Центрально-Черноземных Брянской и Орловской областей: Справочник. Ленинград, 1978. - 14 с.

43. Ковалев В.П. Влияние способов обработки дерново-подзолистой супесчаной почвы на ее биологическую активность и содержание нитратов при возделывании ячменя / В.П. Ковалев, Е.В. Ботяновский // Агрохимия. 1992. - №4. - С. 75-79.

44. Козловский Ф.И. Агродеградация черноземов / Ф.И. Козловский, В.А. Чаплин // Степи Русской равнины: состояние, рационализация аграрного освоения. М.: Наука. - 1994. - С. 174-190.

45. Колесников С.И. Экологические функции почв и влияние на них загрязнения тяжелыми металлами / С.И. Колесников, К.Ш. Казеев, В.Ф. Вальков // Почвоведение. 2002. - №12. -С. 1509-1514.

46. Косолапова A.B. Динамика ферментативной активности выщелоченного чернозема при внесении удобрений / A.B. Косолапова // Биология почв антропогенных ландшафтов, науч. конф., Днепропетровск, 15-17 октября, 1991: Тез. докл. Днепропетровск, 1995.-С. 65.

47. Костин С.И. Климатические районы Центрально-Черноземных областей / С.И. Костин // Вопросы географии. Воронеж, 1953. - 85 с.

48. Кутовая Н.Я. Влияние различных обработок почв в севообороте на ферментативную активность обыкновенного чернозема / Н.Я. Кутовая // Науч. Тр. НИИСХ ЦЧП. Воронеж, 1984. - С. 83-85.

49. Маевский П.Ф. Флора средней полосы Европейской части СССР / П.Ф. Маевский. Л., 1964.

50. Малов Д.В. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Д.В. Малов, В.И. Ерохов, В.А. Щетина. М.: Транспорт, 1982. - 280 с.

51. Материалы по изучению почв Урала и Поволжья // Сб. науч. тр. — Уфа, 1960.-С. 257-264.

52. Медведев М.В. Биологическая диагностика аэротехногенного загрязнения лесных почв Восточной Фенноскандии / М.В. Медведев, О.Н. Бахмет, A.C. Яковлев // Почвоведение. 2003. - №1. - С.106-112.

53. Минеев В.Г. Практикум по агрохимии /В.Г. Минеев. М., 1989.

54. Муха В. Д. О показателях, отражающих интенсивности и направленности почвенных процессов / В.Д. Муха // Сб. науч. тр. Харьковского СХИ. Харьков, 1980. - С. 34-36.

55. Мязин Н.Г. Влияние систематического применения удобрений и мелиорантов на гумусное состояние чернозема выщелоченного / Н.Г. Мязин, Т.М. Парахневич // Агрохимия. 2000. - №9. - С. 11-18.

56. Научное обеспечение устойчивого свекловодства в России // Мат-лы международной науч.-практ. конф. — Воронеж, 2003. 230 с.

57. Николаева Л.Ф. Изменение содержания тяжелых металлов в соцветиях клевера лугового под воздействием автодорожных факторов / Л.Ф. Николаева, Е.Б. Поршнева, Д.Н. Кавтарадзе // Экология малого города. -Пущино, 1987.

58. Обухов А.И. Содержание свинца в системе почва-растение / А.И. Обухов, Е.А. Поддубная // II Всесоюзное совещание «Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах»: Сб. науч. тр. М.: Гидрометеоиздат, 1980. - С. 74-76.

59. Павлюкова Н.Ф., Долгова Л.Г. Индикация эдафотопов, загрязненных техногенными веществами, по активности ферментов / Н.Ф. Павлюкова, Л.Г. Долгова // Почвоведение. 1993. - №1 - С. 45-48.

60. Паникова Е.Л. Микроорганизмы как компонент биогеоценоза / Е.Л. Паникова, А.Ф. Перцовская. Алма-Ата, 1982. -103 с.

61. Пащенко А.И. Природные условия Каменной степи / А.И. Пащенко // Каменная степь 100 лет спустя. - Воронеж, 1992. -С. 11-23.

62. Перельман А.Н. Геохимия / А.Н. Перельман. М., 1989. - 527с.

63. Подольский В.П. Фоновое содержание свинца в почве на дороге Волгоград-Астрахань / А.И Подольский, А.Н. Канищев // Автомобильные дороги. 1994. - №5.

64. Радюкина Н.Л. Современные представления о биохимических процессах в почве / Н.Л. Радюкина, A.B. Софьин, H.H. Кудрявцев, О.Л. Карпачевский и др. // Вестник Моск. ун-та: Серия почвоведения. -2001. №2.-С. 13-19.

65. Раскатов Г.И. Геоморфология и неотектоника территории Воронежской антеклизы. Воронеж, 1969.

66. Раскатов Н.В., Зырин Н.Г., Платонов Г.И.// Вестник МГУ. Серия 17, Почвоведение. 1983. - №2. - С. 52.81 .Редце К. Борьба с загрязнением почв / К. Редце, С. Кэретя. М., 1986.

67. Ремпе Е.Х. Изменения биологической активности и агрохимических свойств выщелоченного чернозема при систематическом внесении удобрений в условиях Мордовской АССР / Е.Х. Ремпе, Г.М. Наумова // Агрохимия. 1989. - №12.

68. Руководство по исследованию содержания вредных веществ в почвах / ЦИНАО.-М., 1994.

69. Русский чернозем: 100 лет после Докучаева / Под ред. В.А Ковды, Е.М. Самойловой. М., 1983. - 304 с.

70. Самойлова Е.М. Почвообразующие породы / Е.М. Самойлова. М.: Изд-во МГУ, 1983.- 173 с.

71. Самойлова Е.М., Толчельников Ю.С. Эволюция почв / Е.М. Самойлова, Ю.С. Толчельников. М.: Изд-во МГУ, 1991. - 90 с.

72. Свирскене А. Микробиологические и биохимические показатели при оценке антропогенного воздействия на почвы / А. Свирскене // Почвоведение. 2003. - №2. - С. 202-210.

73. Семаго JI.J1. Степи. Животный мир / JI.J1. Семаго // Окско-Донское плоскоместье. Воронеж, 1976. - 280 с.

74. Семаго JI.JT. Перо ковыляю / JI.JI. Семаго. Воронеж, 1986. - 213 с.

75. Славнина Т.П. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на свойства почв / Т.П. Славина // Мелиорация земель Сибири. — Красноярск, 1984. С. 73-77.

76. Спиридонов А.И. Геоморфология Европейской части СССР / А.И. Спиридонов. М., 1978.- 333 с.

77. Стахурлова JI.Д. Влияние ленточного размещения сульфата аммония на ферментативную активность почвы / Л.Д. Стахурлова, А.П. Щербаков // Биология почв антропогенных ландшафтов, Днепропетровск, 15-17 октября 1991г.: Тез докл. Днепропетровск, 1995.-С. 80.

78. Стахурлова Л.Д. Влияние различных способов внесения удобрений на динамику минеральных соединений азота и ферментативную активность чернозема / Л.Д. Стахурлова, А.П. Щербаков // Почвоведение. 1996. - №8. - С. 992-998.

79. Стефурак В.П. Ферментативная активность почв в условиях антропогенного воздействия / В.П. Стефурак, A.C. Усатая, Н.И. Фрунзе, Э.А. Катрук Кишинев, 1990 - 214 с.

80. Тунякин В.Д. Агролесомелиоративные исследования в Каменной степи / В.Д. Тунякин // Сб. науч. тр. НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева. М., 1981. - Т.5, вып. 1. — С. 66-68.

81. Хазиев Ф.Х. Почвенные ферменты и их роль в плодородии почв / Ф.Х. Хазиев // Биохимия и плодородие почв. М., 1967. - С. 12-14.

82. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв / Ф.Х. Хазиев. М.: Наука, 1976.- 180 с.

83. Хазиев Ф.Х. Особенности динамики ферментативной активности черноземов в Предуралье / Ф.Х. Хазиев // Почвоведение. 1977. -№10.-С.114-125.

84. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв /Ф.Х. Хазиев. М., 1982. - 200 с.

85. Хазиев Ф.Х. Влияние нефтяного загрязнения на некоторые компоненты агроэкосистемы / Ф.Х. Хазиев, Е.И. Тишкина, H.A. Киреева, Г.Г. Кузяхметов // Агрохимия. 1988. - № 2. - С. 56-61.

86. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М, 1990. - 188 с.

87. Хамидуллин М.М. Ферментативная активность выщелоченных черноземов в зависимости от разноглубинной обработки почвы и удобрений / М.М. Хамидуллин, В.А. Передельская, Ф.Б. Латыпова // Сб. тр. Башкирского СХИ.- 1973. -Т.17.-С. 77-81.

88. Цинк и кадмий в окружающей среде / Под ред. В.В. Добровольского // Современные проблемы биосферы. М.: Наука, 1992.-200 с.

89. Шарковскис Т.А. Содержание металлов в продуктах эмиссии на придорожной полосе автодорог Латвии / Т.А. Шарковскис, О.Э. Никодемус // Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. Рига: Зинатне, 1969. - С. 73.

90. Шерман А. Защита внешней среды от токсичных веществ / А. Шерман, А. Бергман // Автомобильный транспорт. М., 1970. - №17.

91. Шлевкова Е.М. Ферментативная активность чернозема южного в зависимости от способа обработки почвы / Е.М. Шлевкова // Почвоведение. 1993. - №3. - С. 40-44.

92. Щеглов Д.И. Гумусовый профиль черноземов: процессы формирования и направление развития / Д.И. Щеглов // Антропогенная эволюция черноземов. Воронеж: ВГУ, 2000. - С. 71101.

93. Щербаков А.П. Биологическая характеристика черноземов Центрально-Черноземных областей / А.П. Щербаков // Биологические науки. -1980. -№4. С.28-38.

94. Щербаков А.П. Характеристика биологической активности черноземов Центрально-Черноземной зоны / А.П. Щербаков, Н.Я. Кутовая, Т.А. Девятова // Агроэкологические принципы земледелия. — М.: Колос, 1993. С. 197-218.

95. Щербакова Т.А. Ферментативная активность почв и трансформация органического вещества / Т.А. Щербакова. Минск - 1983. -222 с.

96. Экологические условия и ферментативная активность почв: Сб. науч. тр. / Под ред. JI.A. Булгаковой. Уфа, 1979. - 164 с.

97. Эколого-географические районы Воронежской области / Под.ред. Милькова Ф.Н. Воронеж: Изд-во Воронеж ун-та. - 1996. - 212 с.

98. Ahumada I., Mendoza J., Navarrete E. And Ascar L. Sequential Extraction of Heavy Metals in Soils Irrigated with Wastewater/ Commun. Soil Sei. Plant Anal., 30, 1999. S. 1507-1519.

99. Bodenökologie / NE: U. Gisi, R. Schenker, R. Schuli und and. -Stuttgsrt; New York: Theime, 1997. 351 S.

100. Fomin A. Erkentnisse und Folgerungen aus einem bioindikativen Messnetz in der Industrielandschaft Niederlausitz / Bioindikation. Neue Entwicklungen. Nomenklatur. Synökologische Aspekte. Beträge und Diskussion. Ostfildern, 1996. - S. 63-79.

101. Juma N.G., Tabatabai M.A. Distribution of phosphomonoesterases in Soils// Soil Sei., 1978. №2. - P. 101-108.

102. Kampfer P., Neef A., Schacht В. Mikrobiologische Charakterisierung von unterschiedlich landwirtschaftlich genutzten Boeden./Band 89, 1999. S.305.

103. E. Kandeler. Bodenökologische Forschung in Östereich // Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft. Band 78. - 1995.

104. Kenter C., Hoffmann C., Szeberenyi M., Kalnowski G., Renger M. Einfluss von Schwermetellen auf die respiratorische Aktivitaet eines Rieselfeldbodens.- 1997.-Band 85, Heft 2. -S.529-532.

105. King D.H., Perry J.J. The origin of fatty acids in hydro-cardon-utlizing microorganisms Mycrobacterium vaccae. Canad.J. MikrobioL, 1975. V.21. №1.

106. Klimanek Eva-Maria. Einfluss organischer und mineralischer Duengung auf die mikrobielle Aktivitaet in Abhaengigkeit vom C-org Gehalt des Bodens im "statischen duengungsversuch" bad Lauchstaedt.// Band 91. Heft 2., 1999. S. 646-650.

107. Landgraf D. Enzymaktivität in Böden unter unterschiedlicher forst- und landwirtschaftlicher Nutzung / D. Landgraf, S. Klose, F. Makeschin // Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft. 2000. - Band 95. - S. 67.

108. Lewandowski Y. Schadstoffe in Boden: Ein fuhrung in Analytik und Bewertung / Y. Lewandowski, S. Leitschuh, V. Koß. Berlin; Heidelberg; New York; Wein; Barcelona; Budopest; Paris; Singapore; Tokyo: Springer, 1997. -340 S.

109. Ramirez-Martinez J.R. Organic phosphorus mineralization and phosphatase activity in Soil// Follia microbial., 1968- №2. P. 161-174.

110. Schinner F., Öhlinger R., Kandeler E., Masrgesin R. Bodenbiologische Arbeitsmethoden. / Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York. Berlin, 1993.-389 S.

111. Schinner F., Sonnleitner R. Bodenoekologie: Mikrobiologie und Bodenzymatik. Band 2. Bodenbewirtschaftung, Duengung und Rekultivierung. 1996. S.359. Berlin.

112. Welp G. Schwermetalle und organische Schadstoffe in Böden: GehalteSorption und Löslichkeit Wirkung auf Mikroorganismen / G. Welp // Bonner Bodenkundliche Abhandlungen. 2000. - Band 32. -169 S.

113. Weigel A. Et. Enzymarnivitaet und umsetzbarer Kohlenstoff, untersucht an unterschiedlichen Duengungvarianten in 7 Dauerversuchen an 6 Standartarten.// Band 85, 1997. -S. 627-630.

114. Wilke B.M. Langzeitwirkungen potentieller anorganischer Schadstoffe auf die mikrobielle Aktivität einer sandigen Braunerde / Pflanzenernaehr. Bodenkunde., 151, 1988.-S. 131-136.