Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменение содержания и естественного изотопного состава азота дерново-подзолистых почв под воздействием природных и агрогенных факторов

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Изменение содержания и естественного изотопного состава азота дерново-подзолистых почв под воздействием природных и агрогенных факторов"

<ЛШй

На правах рукописи

РЫБАКОВ Алексей Викторович

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ И ЕСТЕСТВЕННОГО ИЗОТОПНОГО СОСТАВА АЗОТА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПРИРОДНЫХ И АГРОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

Специальность 03.00.16 — экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2002

Работа выполнена на кафедре жочогии и БЖД Московском сс 1ь-скохозяйственной академии им К Л Тимиря!ева

Научный руководитепь доктор биото! ических наук, профессор Э.А. Муравин

Научный консупьтант доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.А. Черников

Официальные оппоненты доктор биологических на^к, профессор А.Д. Фокнп, кандидат биотогических наук, старший научный сотрудник Н.Х. Исмл илова

Ведущее предприятие — Институт физико-химических и био ю-гических проблем почвоведения РАН

Зашита диссертации состоится 27 марта 2002 г в 17 часов на !а-седании диссертационно! о совета Д 220 043 03 Московской се 1ьс кохозяйственной академии им К Л Тимирязева по адресу 127^^0 Москва, ул I имирязевская, 49 Ученый совет МСХА

С диссертацией можно сннакомиться в ЦНЬ МСХА

Автореферат разослан 26 февраля 2002 г

Учет I I.

дис

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из важных направлений бурно развивающихся в мире исследований естественного изотопного состава азота компонентов биосферы является оценка и прогнозирование устойчивости экосистем к антропогенному воздействию, поскольку изотопный эффект азота

проявляется в ходе уязвимых биологических процессов круговорота этого элемента в природе (см. рис. 2) - аммонификации и улетучивания аммиака, нитрификации, денитрификации, азотфиксации и ассимиляции связанного азота живыми организмами [Hoering Т., 1955; Cheng S., Bremner J., 1964; Kohl D., Shearer G., 1971; Bremner J., Hauck R., 1982; Handley L., 1997 и др.]. Несмотря на различную направленность и степень выраженности изменений изотопного состава азота в результате сопряженных процессов внутрипочвенного цикла его трансформации, а также неодинаковую сорбцию изотопов азота почвенными коллоидами, предпринимаются попытки использовать метод 5 "N (дельта 15N — выраженное в промилле отклонение атомной доли изотопа 1SN изучаемого объекта от «эталона» - обычно азота атмосферы) для прогнозирования соотношения процессов минерализации и иммобилизации азота в почвах, определяющего в значительной мере изменение их азотного фонда (и гумусового состояния) и устойчивость агроэкосистем к антропогенному воздействию [Tiessen Н. 1984; Кореньков Д.А., Борисова Н.И., Зерцалов В.В., Семенов Ю.И.,1989; Laijtha К., 1994]. Дальнейшие исследования в этом направлении представляют несомненный научный и практический интерес. ' , . .

Цель и задачи исследований. Основной целью работы являлось исследование изменений изотопного состава азота дерново-подзолистых почв под влиянием природных и агрогенных факторов на базе двух многолетних стационарных опытов, находящихся в Московской области. В задачи исследований входила оценка влияния на содержание и изотопный состав общего (<515Ыобщ) и дистиллируемого кислотогидролизуемого (S |31Чцкг) азота почвы следующих факторов: известкования и длительного применения удобрений в «Прянишни-ковском» севообороте на равнинном опытном участке ДАОС, а также различных видов механических обработок в почвозащитном севообороте на склоновом участке в учхозе МСХА «Михайловское».

Научная новизна. В результате исследований на базе длительного (с 1931г.) опыта Д. Н. Прянишникова на равнинном участке ДАОС впервые в нашей стране оценена пространственная вариабельность показателей S "Ыобщ и S ,5Ндкг дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы. Охарактеризовано изменение изотопного состава азота почвы после длительного - на протяжении 70 лет - возделывания с.-х. культур без применения удобрений, а также под действием периодического известкования, систематического применения наво-

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ ГЛ'^'ЮТГКА Моск. сельсчилоаччд^мии им. К. А. Химиаяздзч

Инв.

1UCKUAO

за и минеральных удобрений в 4-х польном «Прянишниковском» севообороте Установлено, что под действием всех изучаемых факторов изменения произошли в изотопном составе Ыдкг - биологически «активной» фазе азота, а в остальной «пассивной» части - лишь под влиянием длительного применения навоза Исследования в многолетнем (с 1980 года) полевом опыте кафедры земледелия и методики опытного дела МСХА на дерново-подзолистых почвах, расположенных на склоне различной крутизны в учхозе «Михайловское» поспе 4-х ротаций 5-ти польного почвозащитного севооборота выявили доминирующую роль в проявлении изотопного эффекта азота в почве природного фактора - мезорельефа местности, маскирующего и нивелирующего менее выраженные изменения изотопного состава Ыобщ и Ыдкг в верхнем 20-ти см слое почвы под влиянием системы механической обработки (обычной и минимальной) Установлено, что параметр 315Ы азота почв, особенно Мдкг, отражающий проявление изотопного эффекта под влиянием изучавшихся в этих опытах природных и антропогенных факторов, имел вполне определенную корреляционную связь с отдельными основными параметрами гумусового состояния и азотного режима почв, определявшимися в ходе предшествующих наблюдений и наших иссче-дований

Практическая значимость работы. Разработаны методические вопросы отбора представительных почвенных проб для определения естественного изотопного состава азота почв при проведении агроэкологического мониторинга на базе многолетних полевых опытов Результаты исследований указывают' на необходимость учета варьирования естественного изотопного состава азота почв при проведении агроэкологических и агрохимических исследований с применением обедненных и низкообогащенных ,5Ы соединений. Полученная новая информация по вариабельности, направленности и диапазону изменений природного изотопного состава Ыобщ и Ыдкг почв с -ч использования под воздействием природных и агрогенных факторов необходима для дальнейшего развития прикладных направлений использования метода д в экологии

Апробация рлботы. По материалам экспериментальных работ сделаны доклады на научной конференции аспирантов и научных работников на кафедре питания растений с -х университета Хохенхайм, г Штутгарт, ФРГ, 1999 г , на 3-х научных конференциях аспирантов и научных работников в МСХА в 2000, 2001 гг, на 8-ой международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2001» в МГУ, 2001 г, а также два сообщения на научной конференции в ВИУА, посвященных 60-летию Геосети, 2001 г

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в б научных работах

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на /■♦'страницах машинописного текста, состоит из введения, _г глав, общих выводов, рекомендаций производству содержит к3 таблиц и ¡з_ рисунков. Список использованной литературы включает гИ наименований, в том числе на иностранном языке.

1. Объекты и методы исследований

Выбор объектов обусловлен поставленной целью, а также тем, что в предшествующий период на указанных многолетних полевых опытах выполнялась 'обширная программа наблюдений, позволившая выявить действие изучавшихся факторов на продуктивность культур севооборота, содержание азота в почве, количество и качественный состав ее органического вещества и т.д.

, Первый объект — почва длительного стационарного полевого опыта №1 ДАОС с 4-х польным «Прянишниковским» севооборотом (чистый пар — озимая пшеница - пропашная культура - овес), в котором с 1931 года оценивается сравнительная эффективность эквивалентных по ЫРКСа возрастающих доз навоза и минеральных удобрений, а также сочетания их половинных доз и периодического известкования на плодородие почвы. Для исследования выбраны следующие варианты: 1) «Контроль» - (без удобрения и извести); 2) «Известь» - периодическое известкование (по 1 Нг в 1947 г., по 0,5 Нг в 1970 г. и по 1 Нг в 1981 г.) без применения удобрений; 3) «Навоз» - внесение до 1975 г. - 36 т/га, а затем - бОт/га навоза за ротацию севооборота; 4) «ЫРКСа» - питательные вещества в составе минеральных удобрений в дозах, эквивалентных навозу. Опыт развернут во времени и пространстве на 4-х полях, повторность — 4-х кратная. Размер опытной делянки — 75 м2, учетной -50 м2. Преобладающая почва - дерново-среднеподзолистая тяжелосуглинистая на тяжелом покровном суглинке. В результате длительного с.-х. использования и применения удобрений в почве опыта произошли выраженные изменения в содержании и составе органического вещества и фракционном составе азота, подробно представленные в публикациях [Ремизов Н.П., 1925; Хлыстовский А.Д., Вехов П.А., Богданов Н.М., 1979; Хлыстовский А.Д., Корнеенко Е.Ф., Калинина В.М, 1987; Хлыстовский А.Д., Касицкий Ю.И., Бахтин С.Л., 1989; Хлыстовский А.ДЛ9921 и международном электронном банке данных, разработанном'ВИУА в соответствии с программой ЕигоЗОМЫЕТ.

Второй объект — почва многолетнего (с 1980 г.) стационарного полевого опыта кафедры земледелия и методики опытного дела МСХА в учхозе «Ми-хайловское» Подольского района Московской области, в котором на склонах крутизной 8° и 4° изучается эффективность противоэрозионных обработок в развернутом в пространстве пятипольном почвозащитном севообороте: овес -

ячмень с подсевом многолетних трав - многолетние травы 1-го и 2-го г п -озимая пшеница Опыт являлся трехфакторным Фактор А - способы обработок - всего 6, - в том числе обычная (лущение 6-8 см + вспашка 20-22 см) и минимальная (противоэрозионная поверхностная - лущение на 6-8 см + чизелевание один раз в ротацию), В - дозы удобрений Ы60Р60К60 и М90Р90К90, и С - уклон поверхности поля (8° и 4°) В настоящее время опыт двухфакторный (исключен фактор дозы удобрений, они вносятся в расчетных дозах на планируемую урожайность культур севооборота) В предшествующий период на опыте выполнялась обширная программа исследований Она позволила выявить действие изучавшихся факторов на продуктивность культур севооборота, водный режим, водно-воздушные и агрофизические свойства почвы [Макаров И П, 1990, Кочетов И С Осипов В Н 1990,1992], содержание и качественный состав органического вещества [Черников В А, Аристова О И, Старых С Э, 1995,1996]

Для изучения содержания №>бщ и Ыдкг, а также их изотопного состава осенью 2000 г были отобраны почвенные пробы с вариантов опыта, позволяющих вычленить действие 1 - природного фактора (уклон поверхности поля), а также 2 - обработок (обычной и минимальной), 3 - слоев пахотного горизонта (0-10 и 10-20 см) «Низ» и «верх» каждого варианта представляли собой соответствующие части опытных делянок площадью 55 мг (5х 11 м) «Контрольными» названы взятые для сравнения прилегающие сверху и снизу целинные участки той же площади Почва опытного участка характеризуется к&к средне- и слабоэродированная дерново-подзолистая «.реднесуглинистая Почво-образующая порода - иловато-пылеватые суглинки, подстилаемые мореной [Макаров И П ,1990]

Проведенная нами в 1998-1999 гг на базе полевою опыта ДАОС методическая работа по оценке пространственной вариабельности всех изучавшихся параметров, в т ч изотопного состава азота почвы внутри опытных делянок контрольного варианта опыта и в целом по варианту Результаты анализа 20-ти точечных буровых почвенных проб (по 10 с 2-х повторностей варианта), представленные в табл 1, позволили сделать вывод о допустимости при определении содержания и изотопного состава Ыобщ и Ыдкг почвы в исследованиях на базе полевых опытов и реперных участков площадью до 75м2 формирования объединенной почвенной пробы из сокращенного до 10 числа буровых проб

В дальнейшем почвенные пробы с делянок 2-х повторностей выбранных вариантов опыта отбирали по 5 шт (методом конверта) с каждой делянки на глубину 0-20 см на опыте ДАОС и по слоям 0-10 и 10-20 см на опыте в учхозе «Михайловское» Подготовка и анализ объединенных почвенных проб проводили согласно методике, описанной в соответствующих прописях (Агрохими-

ческие методы исследования почв. М.: Наука, 1975): определение гумуса - по методу И.В.Тюрина, общего азота - по методу Кьельдаля - Иодельбауэра после сжигания с фенол-серной кислотой, а извлечение кислотогидролизуемого азота осуществляли путем 3-х часового кипячения почвы с 5н. серной кислотой по методике Э.И. Шкондэ — И.Е. Королевой.

Таблица 1. Статистическая оценка значений 8 |51Ч* общего (N06111) и дистиллируемого кислотогидролизуемого (1Чдкг) азота точечных и объединенных проб почвы контрольного варианта опыта Д.Н, Прянишникова на

ДАОС

8 "1Чобщ 8151Чдкг азота почвы

Статистический показатель 20 точечных проб (по 10 с 2-х делянок несмежных овторений) | 10 точечных проб (по 5 с 2-х делянок несмежных повторений) Объединенная проба из 10 точечных проб(по 5 с 2-х делянок несмежных повторений)

Среднее значение по варианту, %> -12.3 21,0 12.120,5 11.7 20,3

Среднее квадратическое отклонение, %о ы 2,7 3^7' • 3,0 ■1,1

Средняя квадратическая ошибка (ошибка анализа), и. 0,9 и - 0,9 0,4 0,3

Относительная ошибка средней (точность опыта), % м 4,3 и. 4,4 3^. 1,7

Вариабельность по варианту, % 27.3 12,7 30.8 .. 14,7 10.9 5,6

НСР05, %0 2Л 1,9

м ..... 4 2,3

* - Значение показателя в 15Ы (дельта N-15), характеризующего-отклонения естественного состава азота образца от эталона по содержанию "И, выражается в промилле и рассчитывается по следующей формуле:

(атомная доля "ц в образце.% - атомная доля в эталоне. % v 1000 атомная доля "n8 эталоне, %

Определяемый азот дистиллируемой кислотогидролизуемой фракции включает значительную часть «активной» фазы азотного фонда почвы (Кудеяров В.Н.,1989) и представлен не только минеральным аммонийным и легкогидроли-зуемым органическим, но и отгоняемым трудногидролизуемым азотом гуми-

нов, аминов, необменного аммония Пробоподготовка к масс-спектрометрическому анализу для определения естественного изотопного состава азота осуществлялась по методу Риттенберг в соответствии с принятой в ВИУА процедурой (Методы применения изотопа азота 15М в агрохимии VI Колос, 1977). Измерения изотопного состава велись на масс-спектрометре МИ-1201В двухлучевым методом при точности определения 0,1 относительных % Параллельно с каждым измерением изотопного состава азота образца производили изотопный анализ азота эталона - химически чистой соли сульфата аммония, доля в азоте которой (0,3650 ат %) близка к азоту атмосферы (0,3663 ат.%). Азот использованного нами эталона был обеднен 1!Ы по сравнению с азотом атмосферы на 3,5%о

Статистическую обработку всех аналитических данных проводили на ПК с привлечением дисперсионного и парного корреляционного анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2. Изотопный состав азота дерново-подзолисгон почвы после длительного применения удобрений в полевом опыте ДАОС с «Пряпишниковскнм» севооборотом На основе новых экспериментальных данных по содержанию и изотопному составу азота дерново-подзолистой почвы через 70 лет проведения полевого опыта ДН Прянишникова, а также анализа и обобщения результатов предшествующих научных исследований ДАОС на этом опыте установлены следующие изменения под воздействием изучавшихся агрогенных факторов

Длительное воздепывание с -х культур без внесения удобрений (в контрольном варианте полевого опыта и при периодическом известковании почвы) приводило к постепенному снижению продуктивности севооборота в течение первых 7-9 ротаций с 15-16 центнеров на гектар до 10-13 ц з е / га, а затем - последующей стабилизадии на этом уровне (рис 1а) Одновременно содержание гумуса (и соответственно общего углерода) в почве (рис 16) уменьшилось с исходного 1,8% (1,06%) до стабильного минимального - 1,2-1,3% (0,70-0,80%) уровня, характерного для дерново-подзолистых почв тяжелого гранулометрического состава Это соответствует количеству «пассивной» фазы, представляющей естественный минимум органического вещества с высокой устойчивостью к минерализации (Шевцова Л К 1988, Тейт Р , 1991)

Подобным образом наряду с содержанием гумуса в почве неудобрявших-ся вариантов происходили изменения валового количества азота - оно постепенно снижалось с исходного уровня -0,106% до 0,07 - 0,08% за первые 25-35 лет проведения опыта (Хлыстовский А Д, 1992), а затем оставалось практиче-

СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО АЗОТА,'/.

СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА, %

М V Ol СО W К)

1! \ \ \ i

/ II II i i l 1 j

/ ii / i ¡1 .1 ■ 1

/ У » ч i /

1 j 1 j J 1 I 1 l 1 _t /J /; i i i i i i / i i i i i 1 i j j

продуктивность СЕВООБОРОТА, СРЕД. ЗНАЧ.

ЗА 1 ГОЛ Ц/ГА З.Е. .

М М <•> О СП О Ol о сл о

ски неизменным (рис 1в) При этом соотношение С/Ы нд всем протяжении опыта существенно не отличалось и было близким к 10

Информация о содержании общего количества гумуса (углерода) и азота, а также дистиллируемого кислотогидролизуемого азота в почве на момент определения в 2000 году представлена в таблице 2

Таблица 2. Содержание гумуса и общего углерода (Собщ), обще! о азота (Ыобщ) и дистиллируемой кислотогидролизуемон фракции (Мдкг) в почве опыта Д.Н. Прянишникова на ДАОС, 2000 г.

Через 70 лет возделывания с -х культур в «Прянишниковском» севообороте в контрольном варианте без применения удобрений среднее значение <? ,5Ы общего азота почвы составило 11,7%» (при диапазоне 9,0-12,9%о и пространственной вариабельности внутри варианта 11%) и с>щественно не отличалось от изотопного состава ЬГобщ почвы периодически известкуемого варианта (табл 3) Согласно массиву имеющихся данных, в основном зарубежных [Boutton Т, 1996, Karamanos R, 1981, Shearer G , Kohl D, 1986J и единичных отечественных [Кореш,ков Д А с сотр , 1989, 1999], цечинные и )алежные почвы мало отличаются от пахотных по содержанию тяжеюго изотопа азота, но все же чаще прослеживается некоторая тенденция роста значений л ,5N азота при с -ч использовании почв

В составе Ыдкг - фракции азота почвы контрольного варианта полевого опыта находилось (табл 2) лишь окочо четверти от \!общ почвы (при этом доля всего отдельно определявшегося минерального и легкогидролизуемого азота по И В Тюрину -ММ Кононовой не превышала 3% - данные не приводятся) Среднее значение S t5N фракции Ыдкг почвы внутри детанок контрольного варианта (табл 3) составило 20,3%> при ограниченной вариабечьности показателя (6%), в то время как кислотогидролизуемый азот периодически известкуемой почвы оказался более обогащенным тяжелым изотопом (•>' 'Ыдкг -24,3 %о, При высокой его вариабельности - около 40% - внутри варианта) При длительном

возделывании с.-х. культур без внесения удобрений в почве севооборота с чистым паром, одним полем картофеля и двумя полями зерновых злаков прослеживалась быстрая выработка активной (лабильной) части органического вещества и снижение плодородия исходной малогумусированной дерново-подзолистой почвы. При недостатке доступного почвенным микроорганизмам углерода, очевидно, ограничивалась иммобилизация почвенного азота и азота поступающих пожнивно-корневых остатков, а также азотфиксирующая способность почвы [Смирнов П.М., 1977; Кудеяров В.Н., 1989 и др.]. В таких условиях усиление под влиянием известкования интенсивности процессов иммобилизации - минерализации азота в почве и их сдвиг в сторону последней чревато возрастанием потерь образующихся нитратов (особенно в парующей почве) вследствие денитрификации, и, следовательно, обогащением ,5Ы азота «активной» фазы почвенного азота (рис.2). Это сопровождается (при неизменном изотопном составе общего азота) лишь незначительным обеднением тяжелым изотопом остального «остаточного» (Ыост = Ыобщ — Ыдкг) - неотгоняемого труд-ногидролизуемого и негидролизуемого - почвенного азота.

Длительное систематическое применение навоза и минеральных удобрений в «Прянишниковском» севообороте оказывало практически равноценное положительное влияние на продуктивность севооборота при 1,5-2-х кратном превышении урожая культур над контролем (рис 1а). Стабилизация запасов гумуса и общего азота в почве произошла соответственно на уровне 1,3-1,6% и 0,080-0,095%, что значительно ниже исходного, а в вариантах с навозом - достоверно выше, чем в неудобрявшейся почве (рис.1а,б). Отметим, что статистически достоверное снижение содержания гумуса (и, соответственно, общего углерода) в почве по сравнению с исходным произошло за первые 40-45 лет применения навоза и минеральных удобрений, а значимое уменьшение концентрации общего азота в почве этих вариантов — за 30-35 лет с начала проведения опыта. •

Длительное (в течение 70 лет) применение как навоза, так и минеральных удобрений не привело к достоверным различиям в изотопном составе общего азота почвы (значения 513Ыобщ соответственно 14,3% и 12,1%о при пространственной вариабельности 25% и 15%). Следует отметить явную тенденцию к увеличению обогащения 15Ы общего азота почвы (наряду со стабилизацией его содержания на более высоком уровне) в варианте с навозом относительно контроля (табл. 3).

Рис. 2. Изменение естественного изотопного состава азота (<у'*1Ч) в ходе отдельных процессов его трансформации в почве, потерь и ассимиляции растениями (сводка автора по совокупности привлеченных литературных данных)

Таблица 3. Изотопный состав общего (№бщ) и дистиллируемого кн-слотогидролизуемого (1Чдкг)* азота почвы. Средние данные по вариантам __опыта Д.Н. Прянишникова на ДАОС_ _

Показатель ]

N0614 ГЧдкг ' расчетное значение ¿."Шст.

Вариант ат. % ^ среднее значение ат.% ^ среднее значение д 'Х %> ¿> '^дкг в 151Чобщ

Контроль 0,3693 11,7 0,3724 20,3 ,.7 9,5

Известь 0,3695 13,0 0,3739 24,3 и ^ 8,7

Навоз 0,3702 14,3 0,3688 10,3 0,7 15 6

^КСа 0,3694 12,1 0,3735 23,4 1,9 7,8

Вариа-

бельность, - 7,8 - 27,1 32,1 29,4

%

НСР« 2,6 2 6 - -

*- При атомном % ,5Ы в эталоне = 0,3650 + 0,0004

При систематическом применении органических и минеральных удобрений абсолютные количества и доля Ндкг в почве на момент определения стали достоверно выше, чем в почве контрольного варианта и периодически известковавшегося участка (табл 2) Изменение изотопного состава Ыдкг почвы в вариантах с навозом и минеральными удобрениями по отношению к контролю

носит противоположный характер (табл 3) При внесении навоза показатель 3 ,5Ыдкг почвы снижался (среднее значение 10,3%о при пространственной вариабельности показателя 21%), а минеральных удобрений - повышался (значение <5 |5Какг - 23,4%о при вариабельности 3%) Меньшее обогащение ,51Чдкг тяжелым изотопом в первом случае обусловлено изменением азотного режима почвы в результате систематического внесения органического вещества (с достаточно широким соотношением С/М, обычно около 20) в составе навоза, активизирующего внутрипочвенный цикл трансформации азота, а также нейтрализующим действием навоза на почвенную кислотность [Сапожников Н А , 1973, Смирнов П М , 1982, Кудеяров В Н , 1989, Исмагилова Н X , Хлыстовский А Д, 1992 и др ] При этом усиливаются (по сравнению с неудобрявшимися вариантами) процессы, сопровождающиеся дискриминацией 15Ы в почве (рис. 2) биологическая иммобилизация азота, сорбция аммония почвенными коллоидами В то же время ограничивается денитрификации образующихся нитратов, а также создаются более благоприятные условия для свободноживущих и ассоциативных азотфиксаторов Одновременно с обеднением Ыдкг - фракции изотопом в унаваживаемой почве происходит обогащение остальной (пассивной) части органического вещества, что и привето к четко проявившейся тенденции роста значений 8,5Ыобщ почвы в этом варианте (табл 3). Таким образом, при длительном систематическом применении навоза в ходе внутрипочвенного цикла трансформации азота происходит перераспределение |5Ы между ядерной и периферийной частями мицеллы гумусовых органических веществ

Более низкое обогащение №исг почвы тяжелым изотопом в варианте с минеральными удобрениями может являться следствием гораздо меньшего, чем при внесении навоза, поступления доступного микроорганизмам углерода в почвенный круговорот и усиления процессов минерализации азота органического вещества почвы и пожнивно - корневых остатков возделываемых культур, в т.ч под влиянием аммиачной селитры, а также сопровождающейся дискриминацией 13Ы (рис 2) денитрификации образующихся и внесенных нитратов [Кореньков ДА,1963. Смирнов ПМ, 1977, 1982, Кудеяров ВН. 1989 и др]

Особого внимания заслуживает показатель, характеризующий соотношение 51!Ыдкг / <515Ыобщ (табл 3) Оно суженно до 0,7 лишь при длительном систематическом внесении навоза против 1,7-1,9 во всех других изучавшихся вариантах опыта Если пренебречь имевшими место различиями в плотности и объемной массе почвы по вариантам опыта, то расчетные значения 6,3Ы для «пассивной» фракции неотгоняемого кислотогидролизуемого и остаточного негидролизуемого азота (Ыобщ-Ыдкг) почвы в варианте с навозом в

1,5-2 раза больше, чем в остальных вариантах опыта, где они практически одинаковы. '

Следовательно, в длительно удобрявшейся навозом почве при положительном балансе азота на всем протяжении опыта [Хлыстовский А.Д., 1992] проявление изотопного эффекта затрагивает как Кцкг - условно биологически «активную», так и, в отличие от других исследуемых вариантов, остальную - «пассивную» фазу почвенного азота. Отметим, однако, что доля фракции Ыдкг от общего содержания азота в почве всех изучавшихся вариантов после 70 лет проведения опыта оставалась достаточно стабильной и колебалась в диапазоне 24-28% (табл.3). В силу* своей биологической активности N этой фракции, многократно проходя через внутрипочвенный микробиологический цикл, частично теряется из почвы и ассимилируется растениями, интенсивнее «приобретает» или «теряет» тяжелый изотоп по сравнению с инерционным остаточным азотом (на долю которого приходилось 72-76% N0614). Принято считать, что чем выше скорость реакций азотного цикла с участием 15Ы, тем выраженнее изменения изотопного состава азота Ыдкг - фракции под действием природных и антропогенных факторов, влияющих на направленность (и завершенность) процессов трансформации азота в почве [Кореньков Д.А., 1999].

Корреляционный анализ полученных нами экспериментальных данных в исследованиях на базе полевого опыта Д.Н. Прянишникова ДАОС (табл.4) выявил наличие вполне определенной положительной связи между параметром 515Ыобщ почвы и валовым содержанием в ней углерода и азота. Еще более тесная, но обратная корреляционная связь прослеживается между последними указанными важными показателями почвенного плодородия и значениями ¿"Ндкг. Это подтверждает предположение [Кореньков Д.А., Борисова Н.И., Зерцалов В.В., Семенов Ю.И., 1989; Кореньков Д.А, 1999], что изменение изотопного состава азота почвы, особенно его Ыдкг-фракции, может отражать направленность изменений гумусового состояния и азотного фонда почвы под влиянием длительного воздействия агрогенных, в том числе агрохимических, факторов. Более того, показатель 5151Чдкг/в "Ыобщ, характеризующий выраженность проявления изотопного эффекта азота в биологически «активной» и «пассивной» фазах органического вещества почвы, по-видимому, может служить индикатором качественных изменений ее гумусового состояния под воздействием системы земледелия, в т.ч. системы удобрения.

Выявленные нами различия а изотопном составе азота почвы после длительного применения навоза и минеральных удобрений (оказывавших практически равноценное влияние на продуктивность «Прянишниковского» севооборота, а также валовое содержание С и N в почве), очевидно, обусловлены качественными изменениями органического вещества. Известно, что длительное

раздельное применение минеральных и органических удобрений способствует трансформации в почве органического вещества t. разным фракционно - групповым составом [Кононова ММ, 1963, Тюрин И В, 1966, Орлов Д С, 1572, Черников В А ,1988, Фокин А Д ,1993, Шевцова JIК ,1996 и др ] Унавоженная почва имеет тип гумуса, характерный дтя зонального гумусообразователыюго процесса, а внесение минеральных удобрений приводит к формированию менее устойчивой структуры органического вещества, и, следовательно, к повышенной его атакуемости (и последующей минерализации) почвенными микроорганизмами В литературе имеются сведения [Bremner J , 1982, Tiessen Н , 1984, Turner G L , 1987, Kerley S J , 1997, Ostle N Д,1999] о различиях в изотопном составе азота отдельных фракций, входящих в органическое вещество почвы, причем в ходе гумификации по мере усложнения, конденсации и возрастания молекулярной массы образующихся веществ, фракционного обновления гумуса отмечается закономерное увеличение обогащения их азота тяжечым изотопом Возможно, этим и объясняется наблюдавшееся в наших исследованиях обогащение ''N фракции неотгоняемого кислотогидролизуемого и остаточного негидролизуемого азота систематически удобрявшейся навозом почвы Частично такие изменения могут быть связаны с некоторым превышением атомной доли тяжелого изотопа в азоте соломистого подстилочного навоза, чем атмосферном [Кореньков Д А, Безвершенко М Г , 1988] Укажем, что за 70 лет с навозом в почву соответствующего варианта внесено 4,2 т/га N, что в полтора раза больше исходного его количества в почве Изотопный же состав азота минеральных удобрений, по имеющимся данным, обычно не отличается от атмосферы [Кореньков Д А, Безвершенко М Г , 1988]

Таблица 4. Корреляционная связь (г — коэффициент корреляции) ме-

жду исследуемыми показателями почвы опыта ДАОС

Показатель э (О о Z Z и •Jt S С it ч Z £ 1 в zl Z й? 5 о о Z г? Ute ч Z «-TJ 1 Ь 3 1 £ ю i

Собщ, % 0.96 0,75 0,84 -0,11 0,55 -0,70 -0,68

!Чобщ, % 0,75 0.71 -0,34 0,48 -0,77 -0,72

C:N 0,87 0,49 0,58 -0,33 -0.39

1Чдкг. мг/кг | 0,41 0,26 -0,24 -0,24

NflKr «/ Уобщ -0,23 0,65 0,59

S "ГЧобщ. %о -0,82 -0,88

j <> "NflKr, ! 0,99

3. Содержание н изотопный состав общего и кислотогидролнзуемого азота дерново-подзолистой почвы в различных частях склона при обычной и ; минимальной обработках в опыте учхоза «Михайловское» В опыте учхоза «Михайловское» с почвозащитными мероприятиями на склоновых землях поверхностная обработка почвы, по сравнению с традиционной вспашкой, не снижала продуктивность севооборота [Макаров И.П., 1990, Кочетов И.С. Осипов В.Н.1990,1992]. Однако минимальная обработка обеспечивала сохранение большего количества органического вещества в слое почвы 0-10 см (табл. 5), особенно в наиболее подверженной эрозии нижней части склона крутизной 8° и верхней части склона крутизной 4°, [Черников В.А., Аристова О.И., Старых С.Э., 1995,1996; Аристова О.И., 1998]. Таблица 5. Содержание гумуса, общего (Noöui) и дистиллируемого кисло-

тогидролизуемого (Na к г) азота в почве опыта в учхозе «Михайловское»

Вариант Показатель ■ •

Уклон поверхности поля и его часть Вид обработки Слой пахотного горизонта, см Гумус* No6iu Ндкг, мг/кг С N.. Nukt Noöhj' %

%

8" , г «контроль» - 0-10 10-20 U5 0,147 470 6,1 32

0,124 370 25

8е (верхняя часть) обычная 0-10 10-20 1,44 0,128 310 6,7 25

1,44 0,139 310 6,5 24

поверхностная 0-10 10-20 1,55 0,133 540 6,5 39'

1,57 0,119 350 6,8 27

8й (нижняя часть) обычная 0-10 10-20 1,50 0,109 290 7,3 24

1,51 0,136 360 8,0 - 33

поверхностная 0-10 10-20 1,76 0,133 390 7,5 29

1,74 0,128 340 7,6 26

4" (верхняя часть) обычная 0-10 10-20 1,51 0,130 360 6,8 28

1,67 0,155 300 7,4 23

поверхностная 0-10 10-20 1,76 0,145 380 6,6 25

1,81 0,123 320 7,2 31

(нижняя часть) обычная 0-10 10-20 1,67 0,123 320 7,9 26

1,40 0,134 340 6,6 27

поверхностная • 0-10 10-20 1,56 0,133 470 6,7 35

1,54 0,155 400 6,7 30

4" «контроль» 0-10 10-20 1,43 0,6 380 5,3 25

350 23

HCPos 0,17 0,008 100 9,2 7

v,% 7,8 9.2 15,0

* по данным Аристовой О.И., 1998

Содержание общего азота в почвах опыта, согласно полученным нами данным, после 4-х ротаций почвозащитного севооборота варьировало под действием изучавшихся факторов практически в той же закономерности, что и количество органического вещества, за исключением почвы в слое 10-20 см на делянке с обычной обработкой в нижней части крутого уклона Здесь, очевидно, вследствие наиболее интенсивно протекающих эрозионных процессов, наблюдается очень резкое снижение содержания в почве Ыобщ, которое не сопровождается таким же драматическим падением содержания гумуса Уменьшение количества азота приводит к расширению в почве данного варианта соотношения С/И до максимальной в опыте величины На нижнем прилегающем залежном участке наблюдается наиболее высокое содержание азота в почве вследствие аккумулятивных процессов на этом элементе мезоречьефа

При поверхностной обработке почвы в верхнем 0-10 см счое практически по всему склону происходит вполне закономерное увеличение количества Мдкг (табл 5) Его доля от общего содержания азота в почве относительно вариантов с обычной обработкой возрастала в верхней части крутого склона (с 25% до 39%) и в нижней части пологого участка склона (с 26% до 35%) При этом долевое участие На кг в Ыобщ было в этих случаях выше, чем в почве на залежных участках вершины и подножья склона

Статистический анализ показал, что наибольшим влиянием на содержание гумуса и общего азота в почве обладали факторы уклона поверхности поля и вида механической обработки, а на содержание Мдкг - фактор обработки и слои пахотного горизонта почвы (табл 7).

Исследование изотопного состава Мобщ почвы выявило резкое возрастание процессов, сопровождающихся дискриминацией 15Ы при переходе поверхности поля на склоне с крутой на более пологую - значения ¿"Ыобщ уменьшались с уровня 8-14Ко до 2-496о (табл 5) Этот параметр практически не изменялся от вида обработок почвы и по слоям пахотного горизонта Во всех вариантах опыта с минимальной обработкой прослеживается тенденция к увеличению вечичины <513Ыобщ в слое 0-10 см по сравнению с нижележащим 1020 см слоем, в то время как при вспашке проявляется обратная зависимость (за исключением варианта в верхней части пологого 4°- участка склона)

Значения 5 ИЫ кислотогидролизуемого азота почвы также снижались по катене от вершины к подножью склона (табл 6) На крутом участке склона в нижней его части при обычной обработке достоверны различия по слоям пахотного горизонта (разница в обогащении "Мдкг почвы 7,8%о при НСР05 2,8%о) На верхнем и нижних участках с 4° уклоном при вспашке разница в обогащении Ыдкг тяжелым изотопом по слоям почвы не столь велика и статистически не достоверна

Таблица 6. Изотопный состав (атомный % ,5Х и 6 |51Ч) общего (N0614) и дистиллируемого кислотогидролизуемого (ГЧдкг) почвы'' опыта на скло-____новых землях в учхозе «Михайловское»_

Уклон поверх-| ности поля и -его часть (фактор 1) Вид обработки (фактор 2) Слой пахотного гор-та, см (фактор 3) £ so 2 0 в S5 S < й 3 ' ю о ■ z - Z ' £ и « ч й» S'" о . н •••<.• « с - к £ vr> Cxj

8° — верхняя часть обычная 0-10 0,3687 10,7 0,3702 14,2

10-20 0,3689 11,0 0,3690 11,5

поверхностная 0-10 0,3691 11,5 0,3684 10,4

10-20 0,3689 10,7 0,3696 13,5

8° — нижняя часть обычная . 0-10 0,3686 10,4 0,3676 7,1

10-20 0,3690 11,0 0,3703 14,9

поверхностная 0-10 0,3700 14,0 0,3691 11,8

10-20 0,3679 • 8,2 0,3694 12,9

4° ' верхняя часть обычная 0-10 0,3665 3,6 0,3678 7,4

10-20 0,3660 3,0 0,3676 8,2

поверхностная 0-10 0,3658 2,5 0,3678 7,7

10-20 0,3656 1,9 0,3659 5,8

4° нижняя часть' обычная 0-10 0,3658 2,2 0,3665 4,7

10-20 0,3665 3,4 0,3662 4,1

поверхностная 0-10 0,3661 3,3 0,3660 3,3

10-20 0,3661 3,0 0,3659 3,0

НСР05 - 2,0 - 2,8

V% - 61 - 42

*- При атомном % l5N в эталоне = 0,3650 + 0,0004

Отметим, что в целом по опыту пространственная вариабельность параметра S 15Ыобщ оказалась выше (61%), чем 315Ыдкг азота почвы (42%).

Статистическая оценка долевого участия изучавшихся факторов (табл.7) в вариабельности изотопного состава Ыобщ и Ыдкг почвы выявила определяющую роль природного фактора - уклона поверхности поля (99% и 93% соответственно).

Парный корреляционный анализ между параметрами изотопного состава азота почвы (S 15Ыобщ и S 15Ыдкг) и показателями фракционно— группового состава гумуса (последние данные по результатам предшествующих исследований с нашим участием - Старых С.Э. Аристова О.И., Рыбаков A.B., 1996), вы-

явил тесную их взаимосвязь (г=0,79), а также между значениями 3 |5Ыдкг азота почвы и подвижной фракцией углерода гуминовых кислот (г=0,76) Наряду с этим, изотопный состав Ыдкг почвы склона показал большую, по сравнению с Ыобщ, чувствительность к наблюдавшемуся в опыте изменению абсолютного содержания Сгк и Сфк фракции, связанной с Са, а также фракции, связанной с полуторными окислами, под действием природного (мезорельеф местности) и агрогенного (механические обработки почвы) факторов, эти данные в автореферате не приводятся

Таблица 7. Долевое участие факторов в изменении содержания в почве гумуса, N0614 и №кг, а также изотопного состава общего и днстнл-_лируемого кислотогидролизуемого азота, %__

Факторы

Показатель Уклон поверхно- Вид Слой пахотного

сти поля* обработки* горизонта**

Гумус,% 51,1 48,8 0,1

1Чобщ, % 34,2 65,7 0,1

1Чдкг, мг/кг 15,2 59,9 24,9

3 |51Удкг, %а 93.3 5,8 0,9

¿>"Хобщ,%. 99,1 0,0 0,9

* - Без «контроля», **- включая «контроль» в верхней и нижней части склона

Результаты наших исследований не выявили четкой зависимости изотопного состава Ыобщ и Ыдкг на склоновой дерново-подзолистой почве от вида обработок и глубины пахотного горизонта Очевидно, изменение естественного обогащения "Ы азота происходило при нивелирующем и маскирующем действии над- и внутрипочвенной эрозии, имеющей место на изучаемых элементах мезорельефа Снижение значений 3 азота почвы вниз по склону, наблюдавшиеся в наших исследованиях, свидетельствуют о том, что дискриминация ,5Ы за счет фракционирования на почвенных коллоидах и сноса илистой фракции имеет меньшее значение, чем естественное разделение на изотопы в ходе процессов трансформации азота В противном случае перераспределение илистой фракции и снос органического вещества к подножью склона приводили бы к увеличению значений азота почвы вниз по склону [Кагашапоя ЯЕ, 1980] По-видимому, определяющим фактором в формировании естественного природного обогащения 15Ы на склоновых почвах являются не локальные факторы антропогенного характера, а характерное для таких мезоландшаф-тов перераспредетение крупных масс веществ, в том числе потоков воды, углерода и азота

Выводы

; 1. Через 70 лет проведения длительного (с 1931 г.) полевого опыта Д.Н. Прянишникова №1 на ДАОС в вариантах без применения удобрений (контрольном и с периодическим известкованием) урожай с.-х. культур, содержание гумуса и общего азота в почве сохраняется на том стабильном минимальном уровне (10-13 ц./га з.е., 1,2-1,3% и 0,07-0,08% соответственно, характерном для дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв), который установился после истощения почвенного плодородия за первые 25-35 лет с начала опыта. При систематическом внесении навоза и эквивалентных по ЫРКСа доз минеральных удобрений эти показатели на всем протяжении опыта поддерживаются на более высоком уровне (за 2-3 последние ротации севооборота соответственно 25-28 ц/га з.е., 1,4-1,6% и 0,08-0,09). „

2. После длительного возделывания с.-х. культур в четырехпольном «Прянишниковском» севообороте (чистый пар — озимые зерновые — картофель - овес) без удобрений, в т.ч. при периодическом известковании, а также систематическом внесении навоза и минеральных удобрений, изотопный состав общего азота почвы существенно не отличался. Значения 3 |3№эбщ (рассчитанные по отношению к эталону с 0,3650 ат.% 15Ы) колебались в диапазоне 12-14%о, при этом прослеживалась явная тенденция обогащения тяжелым изотопом общего азота почвы, удобрявшейся навозом.

3. Изотопный состав дистиллируемого кислотогидролизуемого азота (по Э.И. Шкондэ - И.Е. Королевой) - условно биологически «активной» фазы почвенного азота — оказался более подверженным изменению под действием агро-генных факторов и диапазон значений 315Кдкг составил от 10%о для почвы варианта с навозом до 20-24%о в других изучавшихся вариантах. В то же время изотопный состав остальной «пассивной» части почвенного азота отличается более высоким обогащением тяжелым изотопом лишь при длительном систематическом внесения навоза (расчетное значение 3 "Ыост. - 16%о при близкой величине этого параметра 8-10%о в прочих вариантах).

4. Изменение изотопного состава азота в почве, особенно 3 |5Ыдкг (вызванные проявлением изотопного эффекта в ходе сопряженных процессов внутрипочвенного цикла трансформации, потерь и ассимиляции азота растениями), объективно отражают характерные особенности гумусового состояния и азотного режима почвы при длительном ее с.-х. использовании без применения удобрений и под действием изучавшихся агрохимических факторов. Парный корреляционный анализ полученных экспериментальных данных выявил наличие определенной прямой связи между значениями 3"Ыобщ и общим содержанием углерода и азота в почве, а также более тесной обратной взаимосвязи между последними показателями и величиной 3 |3Ыдкг дерново-

подзолистой почвы, подвергавшейся длительной агрогенной нагрузке в этом полевом опыте

5 В многолетнем (с 1980 г ) стационарном полевом опыте на склоновом участке учхоза МСХА «Михайловское» после 4-х ротаций 5-польного почвозащитного севооборота минимальная обработка по влиянию на продуктивность севооборота не имела преимуществ перед традиционной вспашкой, однако положительно сказалась на водно-физических и физико-механических свойствах почвы Нами установлены вполне закономерные изменения в содержании в почве и распределении по 10-см счоям пахотного горизонта Ыобщ и Ыдкг в зависимости от крутизны склона (8° и 4°) и, следовательно, выраженности эрозионных процессов, а также вида механической обработки почвы

6 Результаты аналитических исследований не выявили четкой зависимости изотопного состава азота дерново-подзолистой среднесуглинистой счабо- и средкеэродированной почвы склона от вида механической обработки и глубины отбора почвенных проб Доминирующее влияние на формирование изотопного состава азота почвы оказывал природный фактор — мезорельеф (уклон поверхности поля), доля участия которого в изменении параметров 8 15Ыобщ и с> 15Ыдкг составляла соответственно 99 и 93% Значения этих параметров снижались вниз по катене с 7-15%о для почвы верхней более крутой части склона до 2-8%о - на нижней пологой части

7. Методические исследования (по оценке пространственной вариабельности изотопного состава Ыобщ и Какг внутри опытных делянок полевого опыта площадью 75 м2, а также точности и воспроизводимости результатов изотопного анализа азота почв в зависимости от числа индивидуальных и способа формирования объединенных почвенных проб) позволяют сделать вывод о возможности использовать для определения изотопного состава азота почв в системе агроэкологическо! о мониторинга на базе многолетних полевых опытов объединенные почвенные пробы из усеченного до 10 числа буровых проб, отбираемых способом «конверта» (по 5) с двух делянок одноименного варианта

Рекомендации производству

Рекомендуется научно-исследовательским учреждениям, осуществляющим агроэкологический и почвенно-агрохимический мониторинг на базе многолетних стационарных полевых опытов, включить в программу наблюдений за изменением гумусового состояния и азотного режима почв определение естественного изотопного состава азота «активной» и «пассивной» фазы органического вещества

При проведении экологических и почвенно-агрохимических исследований с применением обедненных 15Ы соединений азота необходимо учитывать

возможную вариабельность естественного изотопного состава азота почвы и других компонентов агроэкосистем.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние поверхностной обработки на фракционно-групповой состав гумуса дерново-подзолистой почвы склонов различной крутизны / Старых С.Э., Аристова О.И., Рыбаков A.B. и др. // Сборник студенческих научных работ. -М.: МСХ А, 1996.-С. 177.

'2. Рыбаков A.B. Содержание и изотопный состав кислотогидролизуемого азота дерново-подзолистой почвы по катене склона при обычной и минимальной обработках//Доклады ТСХА. М.: МСХА, 2001. - № 273. -С. 367-371.

' 3. Муравин Э. А., Рыбаков A.B., Козлов А. А. Содержание и изотопный состав кислотногидролизуемого азота дерново-подзолистой почвы в различных частях склона при обычной и противоэрозионной обработках // Агрохимия. -2001.-.N»8- С. 5-10.

4. Муравин Э.А., Рыбаков A.B. Пространственная вариабельность содержания гумуса, общего и кислотогидролизуемого азота в дерново-подзолистой почве делянок контрольного варианта долголетнего полевого опыта Д.Н. Прянишникова на ДАОС // Бюллетень ВИУА. - 2001. - №115. - С.51-52.

5. Рыбаков A.B. Содержание и изотопный состав кислотогидролизуемого азота дерново-подзолистой почвы по катене склона при обычной и противоэрозионной обработках // Бюллетень ВИУА. — 2001. - №115. — С. 153-154.

6. Рыбаков А. В. Содержание и изотопный состав общего азота дерново-подзолистой почвы долголетнего полевого опыта Д.Н. Прянишникова на ДАОС // Тезисы докладов 8-й международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов — 2001» (10-13 апреля 2001г), Москва, МГУ, факультет почвоведения С. 103.

Ооы-м 1 2^ и i

Зак 128

I ираж 100 ж i

ДНО Ш ui'c 1ы.гно MCXЛ) 127*^0 Москва vi Ымирязевская 44

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Рыбаков, Алексей Викторович

Страница

Введение.

1. ЛИТЕРАТУРНАЯ ЧАСТЬ

1.1. Проявление изотопного эффекта азота в природе и изотопный состав азота объектов агроэкологичеекого мониторинга.

1.1.1. Основные понятия и параметры, используемые при оценке изменений природного изотопного состава азота.

1.1.2. Природный изотопный состав азота объектов агроэкологичеекого мониторинга.

1.1.3. Свойства почв, влияющие на изотопный состав их азота.

1.1.4. Факторы, влияющие на природную концентрацию I5N в азоте почвы.

1.2. Агроэкологические исследования, основанные на проявлении природного изотопного эффекта азота.

1.2.1. Влияние сельскохозяйственного использования и общего окультуривания почв на изотопный состав их азота

1.2.2. Природоохранные аспекты использования метода 815N.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Цель, задачи, характеристика объектов и методика исследований

2.1 Л. Цель и задачи исследований.

2.1.2. Характеристика объектов исследования.

2.1.3. Методика исследований.

2.2. Результаты исследований

2.2.1. Методические исследования по определению естественного изотопного состава азота почвы в системе агроэкологического мониторинга на базе многолетних полевых опытов.

2.2.2. Содержание и изотопный состав общего и дистиллируемого кислотогидролизуемого азота дерново-подзолистой почвы после длительного применения удобрений в полевом опыте

ДАОС №1 с «Прянишниковским» севооборотом.

2.2.3. Содержание и изотопный состав общего и дистиллируемого кислотогидролизуемого азота дерново-подзолистой почвы в различных частях склона при обычной и противоэрозионной обработках

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изменение содержания и естественного изотопного состава азота дерново-подзолистых почв под воздействием природных и агрогенных факторов"

Сейчас в мировой науке наблюдается резкое увеличение информационного потока. Происходит множество открытий в самых разных областях научно-технической деятельности. Это можно объяснить, во-первых, совершенствованием технологий и научно-методического оборудования, а во-вторых, - синтезом ранее разобщенных сфер исследовательской деятельности. Такое сочетание дало мощный толчок дальнейшему углубленному развитию науки и техники и открыло обширнейшие поля для изысканий. Кроме того, в естествознании научные работники в последнее время стараются охватить и связать воедино все уровни биосферы, начиная с атомарно-молекулярного и заканчивая общепланетарным.

Ярким примером такого подхода может служить экология стабильных изотопов, то есть изучение природного (естественного) содержания и поведения элементов, в том числе биогенных, в объектах живой и неживой природы. Если в 30-60 гг. колебания естественного содержания стабильных изотопов в них рассматривалось как природный феномен [8ЬоепЬе1шег, 1929, Ноепп^; 1955, 1960], то сегодня природное обогащение или обеднение изотопами начинает широко использоваться в практических целях на всех уровнях организации экосистем.

В настоящее время, когда со стремительным развитием цивилизации так же быстро растет негативное антропогенное воздействие на окружающую среду, особую актуальность имеет вопрос об использовании проявления изотопного эффекта азота в детальном изучении природы, в том числе с целью частичного снятия с нее отрицательной действующей антропогенной нагрузки. Последнего можно достичь не только при доскональном исследовании изотопного эффекта азота в ходе как отдельно протекающих процессов, так и целого их комплекса.

Азот, пожалуй, наиболее интересен по сравнению с другими биогенными элементами тем, что при своих колоссальных запасах [Кобозев И.В., 5

1995; Панников В.Д., Минеев В.Г., 1987; Посыпанов Г.С., 1991; Кудеяров В.Н., 1979, 1989, 1999; Тамм С. 1991; Paul Е., McLaren А., 1975; Boutton Т., 1996; Yamasaki S., 1987, 1994] он является дефицитным для сферы деятельности, в том числе для агропромышленного комплекса. В то же время на сегодняшний день очень остро стоит вопрос о загрязнении окружающей среды азотсодержащими соединениями. Особенно это касается агроэкосистем, как наименее устойчивых и испытывающих наибольшие влияния со стороны человеческой деятельности.

Актуальной задачей становится разработка метода оценки и прогнозирования устойчивости агроэкосистем, основанного на изменении природного изотопного состава азота объектов агроэкологического мониторинга под влиянием природных и антропогенных факторов. Это позволило бы оценивать состояние экосистем, находящихся в кризисных ситуациях и проводить мероприятия по снижению ущерба от негативных воздействий. 6

Заключение Диссертация по теме "Экология", Рыбаков, Алексей Викторович

101 выводы

На основе результатов собственных экспериментальных исследований по изучению содержания и изотопного состава азота дерново-подзолистых почв Московской области, подвергавшихся многолетней агрогенной нагрузке в многолетних полевых опытах, а также анализа предшествующей научной информации на этих объектах исследований, можно сделать следующие выводы:

1. Через 70 лет проведения длительного (с 1931 г.) полевого опыта Д.Н. Прянишникова №1 на ДАОС в вариантах без применения удобрений (контрольном и с периодическим известкованием) урожай с.-х. культур, содержание гумуса и общего азота в почве сохраняется на том стабильном минимальном уровне (10-13 ц./га з.е., 1,2-1,3% и 0,07-0,08% соответстведаоу характерном для дерново-иодзолистых тяжелосуглинистых почв), который установился после истощения почвенного плодородия за первые 25-35 лет с начала опыта. При систематическом внесении навоза и эквивалентных по ЫРКСа доз минеральных удобрений эти показатели на всем протяжении опыта поддерживаются на более высоком уровне (за 2-3 последние ротации севооборота соответственно 25-28 ц/га з.е., 1,4-1,6% и 0,08-0,09).

2. После длительного возделывания с.-х. культур в четырехпольном «Прянишниковском» севообороте (чистый пар - озимые зерновые -картофель - овес) без удобрений, в т.ч. при периодическом известковании, а также систематическом внесении навоза и минеральных удобрений, изотопный состав общего азота почвы существенно не отличался. Значения £15Нобщ (рассчитанные по отношению к эталону с 0,3650+0,0004 ат.% 15Ы) колебались в диапазоне 12-14%о, при этом прослеживалась явная тенденция обогащения тяжелым изотопом общего азота почвы, удобрявшейся навозом.

102 зы почвенного азота - оказался более подверженным изменению под действием агрогенных факторов и диапазон значений 8151Чдкг составил от 10%о для почвы варианта с навозом до 20-24%о в других изучавшихся вариантах. В то же время изотопный состав остальной «пассивной» части почвенного азота отличается более высоким обогащением тяжелым изотопом лишь при длительном систематическом внесении навоза (расчетное значение 815Ыост. - 16%о при близкой величине этого параметра 8-10%о в прочих вариантах).

4. Изменение изотопного состава азота в почве, особенно £151Чдкг (вызванные проявлением изотопного эффекта в ходе сопряженных процессов внутрипочвенного цикла трансформации, потерь и ассимиляции азота растениями), объективно отражают характерные особенности гумусового состояния и азотного режима почвы при длительном ее с.-х. использовании без применения удобрений и под действием изучавшихся агрохимических факторов. Парный корреляционный анализ полученных экспериментальных данных выявил наличие определенной прямой связи между значениями 8151Мобщ и общим содержанием углерода и азота в почве, а также более тесной обратной взаимосвязи между последними показателями и величиной 815Ндкг дерново-подзолистой почвы, подвергавшейся длительной антропогенной нагрузке в этом полевом опыте.

5. В многолетнем (с 1980 г.) стационарном полевом опыте на склоновом участке учхоза МСХА «Михайловское» после 4-х ротаций 5-польного почвозащитного севооборота минимальная обработка по влиянию на продуктивность севооборота не имела преимущества перед традиционной вспашкой, однако положительно сказалась на водно-физических и физико-механических свойствах почвы. Нами установлены вполне закономерные изменения в содержании в почве и распределении по 10-см слоям пахотного горизонта N0614 и Ндкг в зависимости от крутизны склона (8° и 4°) и, следовательно, выраженности эрозионных процессов, а также вида механической обработки почвы.

103

6. Результаты аналитических исследований не выявили четкой зависимости изотопного состава азота дерново-подзолистой среднесуглинистой слабо- и среднеэродированной почвы склона от вида механической обработки и глубины отбора почвенных проб. Доминирующее влияние на формирование изотопного состава азота почвы оказывал природный фактор - мезорельеф (уклон поверхности поля), доля участия которого в изменении параметров 8151Чобщ и 815Ндкг составляла соответственно 99 и 93%. Значения этих параметров снижались вниз по катене с 7-15%о для почвы верхней более крутой части склона до 2-8%о - на нижней пологой части.

7. Методические исследования (по оценке пространственной вариабельности изотопного состава ТчГобщ и Ндкг внутри опытных делянок полевого опыта площадью 75 м2, а также точности и воспроизводимости результатов изотопного анализа азота почв в зависимости от числа индивидуальных и способа формирования объединенных почвенных проб) позволяют сделать вывод о возможности использовать для определения изотопного состава азота почв в системе агроэкологического мониторинга на базе многолетних полевых опытов объединенные почвенные пробы из усеченного до 10 числа буровых проб, отбираемых способом «конверта» (по 5) с двух делянок одноименного варианта.

104

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Рекомендуется научно-исследовательским учреждениям, осуществляющим агроэкологический и почвенно-агрохимический мониторинг на базе многолетних стационарных полевых опытов, включить в программу наблюдений за изменением гумусового состояния и азотного режима почв определение естественного изотопного состава азота «активной» и «пассивной» фазы органического вещества.

При проведении экологических и почвенно-агрохимических исследований с применением обедненных 15К соединений азота необходимо учитывать возможную вариабельность естественного изотопного состава азота почвы и других компонентов агроэкосистем.

105

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные нами и имеющиеся литературные данные показывают, что показатель 8 15М (характеризующий выраженность изотопного эффекта азота в результате сорбционных и сопряженных биологических процессов внутрипочвенного цикла его трансформации, потерь и ассимиляции растениями) может отражать не только количественные, но и качественные изменения в гумусовом состоянии и азотном фонде почв.

Очевидна целесообразность расширения и систематизация сведений о естественном составе почв в связи с их генезисом и условиями почвообразования, а также развития исследований по выявлению направленности и диапазона изменчивости 815Ы под влиянием природных и антропогенных факторов.

По нашему мнению, определение естественного изотопного состава азота почв с.-х. использования прежде всего следует включить в программу наблюдений за гумусовым состоянием почв на многолетних полевых опытах Геосети, агроэкологических полигонах и постоянных реперных участках. Для этого, однако, необходима разработка ряда методических вопросов, относящихся к отбору представительных почвенных проб и фракционированию органического вещества для определения изотопного состава азота. Вопрос пространственной вариабельности 815Ы азота почвы внутри делянок полевых опытов обычного размера уже нашел определенное решение, но для ее оценки на почвенных контурах большей площади (особенно на территориях с выраженной пестротой почвенного покрова, мезо- и микрорельефа) необходимы дальнейшие исследования и обработка их результатов с использованием метода геостатистики.

Очевидно, что наиболее продуктивным подходом к выявлению не только агрономической ценности гумуса и его составляющих, но и компонентов азотного фонда почв и их естественного изотопного состава является разделение органических соединений только на две группы - лабильных и

100 консервативных (устойчивых), а азота почвы - соответственно на биологически активную и пассивную части. При выборе метода фракционирования необходимо учитывать особенности пробоподготовки и проведения изотопного анализа азота маес-спектрометрическим методом.

В более широком плане несомненный научный и практический интерес представляет изучение естественного изотопного состава азота не только почвы, но и других компонентов агроэкосистем для оценки и долгосрочного прогнозирования их устойчивости к антропогенному воздействию. Опять таки, это должно осуществляться при проведении агроэкологического мониторинга на ранее указанных объектах, прежде всего на базе существующих многолетних полевых опытов.

В завершение для соблюдения объективности отметим, что природные факторы (рельеф, особенно ландшафтные депрессии, пестрота почвенного покрова, различия в физических, физико-химических свойствах и биологической активности почв, количестве, химическом составе и динамике поступления источников гумусообразования и биогенных элементов, гидротермических условиях) сказываются не только на содержании и качественном составе гумуса, но также на его трансформации и азотном режиме почв и, следовательно, на естественном изотопном составе почвенного азота. Причем, по имеющейся информации, эти и другие природные факторы могут влиять на проявление изотопного эффекта азота в почвах даже сильнее, чем длительное воздействие антропогенных, в том числе агрогенных, факторов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Рыбаков, Алексей Викторович, Москва

1. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975.-639 с.

2. Агроэкологический мониторинг и проблемы расширенного воспроизводства плодородия почв. Сб.науч.тр. ВИУА / Под ред. Милащенко Н.З. -М.: ВИУА, 1991.-356 с.

3. Агроэкология / Под ред. Черникова В.А., Чекереса А.И. М.: Колос, 2000. - 536 с.

4. Адерихин П.Г., Щербаков А.П. Азот в почвах Центрально Черноземной полосы. - Воронеж: ВГУ, 1974. - 169 с.

5. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М:. МГУ, 1970,- 488с.

6. Аристова О.И. Аристова О.И. Экологические параметры оценки гумусового состояния дерново-подзолистой почвы в длительном опыте // Эффективность применения средств химизации и продуктивность с.-х. культур: Тезисы докл. XXX конфер. ВИУА. М.: 1995. С.14-15.

7. Аристова О.И. Исследование влияния обычной и поверхностной обработок при склоновом земледелии на качественный состав органического вещества дерново-подзолистой почвы: Дис. . канд. с.-х. наук: М., МСХА, 1998. 122 с.

8. Арманд Д.Л. Антропогенные эрозионные процессы // Сб.: Сельхозэрозия и борьба с ней. М.: 1965. - С.7-37.

9. Асарова Н.Х. Включение азота удобрений во фракции органического вещества почвы и превращение иммобилизованного азота // Бюлл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1979. C.&3S6.106

10. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. 2-е изд. М.: Изд. МГУ, 1989. -336 с.

11. Белолюбцев А.И. Влияние противоэрозионных обработок на водно-физические свойства дерново-подзолистых почв и урожайность с.-х. культур: Дис. канд. с.-х. н. -М., 1993. 127 с.

12. Борисова Н.И., Зерцалов В.В. Потери азота удобрений в форме молекулярного азота и закиси азота // Агрохимия. 1966. - №1. - С. 13.

13. Бычкова О.О., Закорина H.A., Лазеева Г.С. Методика спектроскопического определения изотопного состава микроколичеств азота при концентрациях 15N ниже естественных // Вестн. СПб ун-та. 1993. - Вып. 3. -№18. -С.39-48.

14. Влияние поверхностной обработки на фракционно групповой состав гумуса дерново-подзолистой почвы склонов различной крутизны / Старых С.Э., Аристова О.И., Рыбаков A.B. // Сборник студенческих научных работ. -М.: МСХА, 1996. - С. 177.

15. Галимов Э.М. Природа биологического фракционирования изотопов. -М.: Наука, 1961.- 247 с.

16. Галимов Э.М. О концепции термодинимического распределения изотопов в биологических объектах и ошибках, связанных с ее пониманием // Геохимия. 1978. - №10. - С.7.

17. Гатаулин A.M. Система прикладных статистико математических методов обработки экспериментальных данных в сельском хозяйстве. - М.: МСХА, 1992.-160 с.

18. ГОСТ 26107-84. Почвы. Методы определения общего азота. Издательство стандартов, 1984. 11 с.

19. ГОСТ 28168-89. Почвы, отбор проб. Издательство стандартов, 1989. 7 с.

20. Динамика гумуса в почвах пашни РСФСР / Крылатов А.К., Муртазин Р.Г., Немцов В.М. и др. // Органическое вещество пахотных почв: Сб. науч. тр. / Почв, ин-т им. В.В. Докучаева. М., 1987. С. 22-28.

21. Доспехов Б.А. Методика опытного опыта с основами статистической обработки результатов исследований. М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

22. Дьяконова К.В., Булеева B.C. Баланс и трансформация органического вещества дерново-подзолистых почв Центра Нечерноземной зоны. // Органическое вещество пахотных почв: Сб. науч. тр. / Почв, ин-т им. В.В. Докучаева. М., 1987. С. 12-22.

23. Емельянова И.М., Башарина Н.Е. Изменение содержания и качественного состав гумуса мелиорируемых почв под действием удобрений // Почвоведение. 1984. - №4 - С. 133 - 136.

24. Заварзин Б.Г. Роль микроорганизмов в круговороте газов в природе. М.: Наука, 1979.-271 с.

25. Зенин A.A., Стокозов И.П., Замана С.П. Гумусовое состояние пахотных земель // Химизация сельского хозяйства. 1988. - №10. - С.56-60.

26. Зерцалов В.В. Использование масс-спектрометра МИ-1305 для определения изотопов азота в агрохимических исследованиях. // Агрохимия. -1968.-№9.-С.76-81.

27. Изменение качественного состава гумуса дерново-подзолистой почвы при длительном применении удобрений / Черников A.B., Старых С.Э., Кончиц В.А. и др. // Известия МСХА.- 1988. Вып.4. - С.52-57.

28. Изотопный состав азота некоторых типов почв СССР и его пространственное варьирование / Кореньков Д.А., Борисова Н.И., Зерцалов В.В., Семенов Ю.И. // Почвоведение. 1989. - №7. - С.38 - 41.

29. Исмагилова Н.Х., Хлыстовский А.Д. Влияние удобрений, известкования и севооборотов на гумусовое состояние дерново-подзолистой суглини108стой почвы // Бюлл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1992. Вып. 50. -С.40-42.

30. Каштанов А.Н. Защита почв склонов от ветровой и водной эрозии. М: Россельхозиздат, 1974. - С. 40-43.

31. Методические рекомендации по разработке и осуществлению почвозащитной системы земледелия с контурно мелиоративной организацией территории на ландшафтной основе / Под ред. Каштанова А.Н. М.: Рос-сельхозакадемия, 1993. - 39 с.

32. Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е. Агроэкология почв склонов. М.: Колос, 1997.-240 с.

33. Кершенс М. Значение содержания гумуса для плодородия почв и круговорота азота // Почвоведение. 1992. - №10. - С.122-130.

34. Киршин В.А., Белов А.Д. Радиобиология. М.: Колос, 1981. - 255 с.

35. Кирюшин В.И. Методика разработки адаптивно ландшафтных систем земледелия и технологий возделывания с.-х. культур. - М.: МСХА, 1995. -81с.

36. Кобозев И.В., Тюльдюков В.А., Парахин Н.В. Предотвращение критических ситуаций в агроэкосистемах. М.: МСХА, 1995. - 264 с.

37. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агро-ландшафтах / Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., И.С. Кауричев и др. М.: МСХА.- 1993.-99 с.

38. Ковда В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. -М.: Наука, 1981.-С. 63-68.

39. Кореньков Д.А. Применение стабильного изотопа 15N в исследованиях по земледелию. М.: Колос, 1973. - 180 с.

40. Кореньков Д.А., Безвершенко М.Г. Использование природных изотопных эффектов в почвоведении и агрохимии // Агрохимия. 1988. - №12. -С.108.109

41. Кореньков Д.А. Агроэкологические аспекты применения азотных удобрений. М.: Агропрогресс, 1999. - 296 с.

42. Кочетов И.С. Энергосберегающая обработка почвы в Нечерноземье. -М.: Росагропромиздат, 1990. -160 с.

43. Кочетов И.С., Осипов В.Н. Эколого-экономическая оценка комплекса противоэрозионных мероприятий. М.: МСХА, 1992. - 138 с.

44. Круговорот и баланс азота в системе почва удобрение - растение - вода / Под ред. Кудеярова В.Н. М.: Наука, 1979. - 316 с.

45. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений. М.: Наука, 1989.-216 с.

46. Кудеяров В.Н. Азотно-углеродный баланс в почве // Почвовед ение.-1999.- №1.- С.73-82

47. Кулешов J1.H., Литвак Ш.И. Научные основы мониторинга земель Российской Федерации. М.: АПЭК, 1992. - 175 с.

48. Лазеева Г.С., Петров A.A. Эмиссионный спектральный анализ изотопного состава азота // Методы применения изотопа азота 15N в агрохимии. М.: Колос, 1977. С. 89-118.

49. Лазеева Г.С., Петров A.A., Сирота Л.Б. Спектрально изотопный метод в агрохимии и биологии. - СПб.: СПб университет, 1999. - 448 с.

50. Лактионов Н.И., Дегтярев В.В., Бассорун Я.О. Изменение содержания и состава гумуса некоторых почв под влиянием с.-х. использования // Сиб. вестник с.-х. науки. 1989. - №2. - С. 11-17.

51. Лукьянчикова З.И. Содержание и состав гумуса в почвах при интенсивном земледелии // Почвоведение. 1980. - №6. - С. 78-90.

52. Лыков A.M., Черников В.А., Боинчан Б.П. Оценка гумуса по характеристике его лабильности // Известия ТСХА, 1981. Вып.5. - С.65-70.

53. Макаров И.П. Ресурсосберегающие системы обработки почвы. М.: Аг-ропромиздат, 1990. - 242 с.110

54. Макаров И.П., Кочетов И.С., Сорокоумов С.П. Почвозащитные технологии на склоновых землях // Земледелие. 1987. - №9. - С.44-46.

55. Милащенко Н.З. Зональные системы земледелия и воспроизводство плодородия почв // Вестн. с.-х. науки. 1987. - №3. - С.34-40.

56. Методические и организационные основы проведения агроэкологичес-кого мониторинга в интенсивном земледелии (на базе Географической сети опытов). Сб.науч.тр. ВИУА / Под ред. Милащенко Н.З. М.: Южный Урал, 1991.-356 с.

57. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. Часть 1. Особенности закладки и проведения длительных опытов в различных условиях. М.: ВИУА, 1986. 147 с.

58. Методы применения изотопа азота 13N в агрохимии. / Под ред. Корень-кова Д.А. М.: Колос, 1977. 158 с.

59. Минеев В.Г. Развитие почвенно экологических исследований. М.: МГУ, 1999.-258 с.

60. Муравин Э.А. Основные направления научных исследований с 15N в области агрохимии // Тезисы докладов симпозиума «Лизиметрические исследования в агрохимии, почвоведении, мелиорации и агроэкологии». М.: РАСХН, 1999.-С. 81-84.

61. Муравин Э. А., Рыбаков A.B., Козлов А. А. Содержание и изотопный состав кислотногидролизуемого азота дерново-подзолистой почвы в различных частях склона при обычной и противоэрозионной обработках // Агрохимия. 2001. - № 8 - С. 5-10.

62. Овчинникова М.Ф., Карева O.B. Изменение некоторых свойств и биопродуктивности дерново-подзолистой почвы в зависимости от экспозиции склонов // Агрохимия. 2000. - №3. - С. 5-11.

63. Опенлендер И.В. Потери и накопление гумуса в эрозионных почвах // Вестник с.-х. науки 1980. - №9. - С. 34-39

64. Орлов Д.С. Органическое вещество почвы и органические удобрения. -М.: МГУ, 1990.-94 с.

65. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 254 с.

66. Особенности применения методов с использованием изотопов азота в агрохимических исследованиях. М.: ВИУА, 1990. 31 с.

67. Панников В.Д. Защита почв от эрозии.- М.: Колос, 1971. 256 с.

68. Панников В.Д. Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов. М.: Колос, - 1980. - 272 с.

69. Эрозия почв и борьба с ней / Под ред. Панникова В.Д. М.: Колос, 1980. -367 с.

70. Панников В.Д. Результаты исследований по применению органических удобрений. М.: ВИУА, 1982. - 68 с.

71. Панников В.Д. Результаты многофакторных опытов по влиянию минеральных удобрений на продуктивность культур и плодородие почв. М.: ВИУА, 1983.- 134 с.

72. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. М.: Агропромиздат, 1987.-511 с.

73. Петербургский A.B. Круговорот и баланс питательных веществ в земледелии. М.: Наука, 1979. - 168 с.

74. Попов П.Д. Воспроизводство гумуса и хозяйственно биологический круговорот органического вещества в земледелии. М.: Агропромиздат, 1989.-65 с.112

75. Посыпанов Г.С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха. Справочное пособие. - М.: Агропромиздат, 1991. - 300 с.

76. Программа и методика исследований в географической сети полевых опытов по комплексному применению средств химизации в земледелии / Под ред. Милащенко Н.З. М.: ВИУА, 1990. - 187 с.

77. Пьерре Д. Доклады о гумусе. // Сборник докладов Международного симпозиума. Прага. - 1983. - Том 1. - С.89.

78. Рачинский В.В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве. 2-е изд. - М.: Атомиздат, 1978. - 384 с.

79. Рачинский В.В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве. М.: Атомиздат, 1978. - 384 с.

80. Рачинский В.В. Применение изотопов и радиации в сельском хозяйстве. М., МСХА, 1992,- 172 с.

81. Ремизов Н.П. Почвенный покров Долгопрудного опытного поля // Тр. НИУ. 1925. - Вып.ЗО. - С. 7-46.

82. Рогинский С.З., Шноль С.Э. Изотопы в биохимии. М.: Изд-во АН СССР, - 1963.-379 с.

83. Розанов Б.Г. Взаимодействие почвенного и атмосферного воздуха. М.: МГУ,- 1985. 108 с.

84. Семенов В.М., Кузнецова Т.В., Кудеяров В.Н. Определение содержания и скорости обновления азота активной фазы почвы в опыте с 151Ч-меченным удобрением // Почвоведение.-1999.-№4.- С.512-520

85. Сенькин А.И. Изменение гумусного состояния почв под влиянием обработок и удобрений // Вестник с.-х. науки. 1989. - №2. - С. 161-164.

86. Сирота Л.Б. Иммобилизация азота удобрений в дерново-подзолистой почве и его участие в питании растений // Бюл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. 1978. - Вып. 19. - С. 38-46.

87. Смирнов П.М. Проблемы азота в земледелии и результаты исследований с // Агрохимия. 1977. - №1. - С.З.113

88. Смирнов П.М. Вопросы агрохимии азота (в исследованиях с 15N). М.: МСХА, 1982. - 74 с.

89. Современное развитие научных идей Д.Н. Прянишникова: Сб. науч.тр./ Ин-т почвоведения и фотосинтеза АН СССР. М.: Наука, 1991. - 280 с.

90. Тейт Р. Органическое вещество почвы: биологические и экологические аспекты: Пер. с англ. -М.: Мир, 1991. - 400 с.

91. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв / Шишов J1.JL, Дурманов Д.Н., Карманов И.И., Ефремов B.B. М.: Агропромиздат, 1991.-304 с.

92. Термины и определения, используемые при проведении сертификации земельных участков и грунтов. М.: МСХА-ЦИНАО, 2000. - 57 с.

93. Туев H.A., Аксенов С.М. Изучение трансформации биомассы растений и азотных удобрений в почвах методом изотопной индикации. // Современные методы исследования почв. Всесоюзная научная конференция. М., 1983.- 137 с.

94. Тюрин И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. -М.: Наука, 1965.-320 с.

95. Тюрин И.В. Вопросы генезиса и плодородия почв. М.: Наука, 1966. -256 с.

96. Удобрения и химические мелиоранты в агроэкосистемах / Под ред. Ми-неева В.Г. М.: МГУ, 1998. - 553 с.

97. Фактор гумуса при интенсивном применении минеральных удобрений / Минеев В.Г., Лебедева Л.А., Егоров B.C. и др. // Химия в сельском хозяйстве. 1986. - Т.24. - №3. - С. 51-54.

98. Фокин А.Д. Две важные функции органического вещества почвы // Земледелие. 1989. - Т.2. - С. 41-44.

99. Фокин А.Д. Органическое вещество и проблема плодородия почв // Роль органического вещества в формировании их плодородия: Науч. тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1990. - С.41-50.114

100. Фокин А.Д., Кузяков Я.В., Князев Д.А. Участие нуклеиновых оснований и аминокислот в гумусообразовании // Изв. МСХА, 1989. Т.4. - С. 61-66.

101. Фокин А.Д., Князев Д.А., Кузяков Я.В. Включение 14С и 15N аминокислот и нуклеиновых оснований в гумусовые вещества и скорость обновления их атомно-молекулярного состава // Почвоведение. 1993. -№12.-С.39-46.

102. Хефс Й. Геохимия стабильных изотопов / Пер. с англ. М.: Мир, 1983. -141с.

103. Хлыстовский А.Д., Вехов П.А., Богданов Н.М. Влияние длительного применения минеральных и органических удобрений на органическое вещество почвы // Химия в сельском хозяйстве. 1979. - Т. 17. - №8. - С. 27-39.

104. Хлыстовский А.Д. Плодородие почвы при длительном применении удобрений и извести. М.: Наука, 1992. - 192 с.

105. Чебаненко С.И. Агроэкологическая эффективность защиты почв от водной эрозии в Центральном Нечерноземье: Дис. . канд. с.-х. наук: М., МСХА, 1998. 122 с.115

106. Черников A.B. Диагностика гумусового состояния почв по показателям структурного состава и физико-химическим свойствам: Дис. . докт. с.-х. наук: М.: МСХА, 1983. 639 с.

107. Черников В.А. Структурно-групповой состав гумуса // Почвоведение. -1992.-№10.-С.62-69.

108. Черников A.B., Ахмад Абдул Хамид. Элементный состав гумусовых кислот дерново-подзолистой почвы при различных формах и дозах извести // Известия МСХА, 1994. Вып. 4. - С.84-91.

109. Черников В.А., Аристова О.И., Старых С.Э. Элементный состав гумусовых кислот как один из диагностических показателей экологического мониторинга дерново-подзолистых почв // Актуальные проблемы развития сельского хозяйства. М., 1996. С.101-111.

110. Черников В.А., Старых С.Э. Кончиц В.А. Изменение состава гумусовых кислот дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при длительном применении органических и минеральных удобрений // Известия МСХА. 1993. -Вып.2. - С.99-106.

111. Шевцов Н.М. Гумификация навоза при различных способах его заделки в дерново-подзолистую почву // Почвоведение. 1988. - №1. - С. 6275.

112. Шевцова JI.K. Гумусное состояние и азотный фонд основных типов почв при длительном применении удобрений: Автореферат на соискание дис. . докт. биол. наук: М:. МСХА, 1988. 48 с.

113. Шевцова J1.K. Трансформация гумуса дерново-подзолистых почв в опытах с длительным применением удобрений // Почвоведение. 1998. -№7.-С. 825-831.

114. Шевцова JI.K., Володарская И.В. Влияние длительного прменения удобрений на баланс и качество гумуса // Химизация сельскохозяйственного производства. 1991. - №5. - С. 11.116

115. Шевцова J1.K., Володарская И.В. Трансформация гумуса дерново-подзолистых почв в опытах с длительным применением удобрений // Почвоведение. 1998. №7. С.82-83.

116. Шевцова Л.К., Володарская И.В., Аканова Н.И. Гумусное состояние пахотных дерново-подзолистых почв при окультуривании и в условиях хозяйственного истощения // Химия в сельском хозяйстве. 1996. - №5. -С. 33.

117. Шикула Н.К., Назаренко Г.В., Балаев Н.Д. Влияние длительной бесплужной обработки на содержание и качество гумуса // Земледелие. -1987. №4.-С. 24-27.

118. Abbadie L., Mariotti A.,Menaut J.C. Independence of savanna grasses from soil organic matter for their nitrogen supply // Ecology. 1992. - V.73. -P. 608-613.

119. A comparison of unenriched versus N-15 enriched fertilizer as a tracer for N frtilizer uptake / Meints V.W., Shearer G., Kohl D.H., etc. // Soil Science. -1975.-V.119.-№2,- P.421.

120. Ammonia volatilization from different fertilizer sources and effects of temperature and soil pH / He Z.L., Alva A.K., Calvert D.V., etc. // Soil Science. -1999. V.164. - №10, P. 750-758.

121. A study state model of isotopic fractionation accompanying nitrogen transformations in soil / Shearer G., Duffy J., Kohl D.H., etc. // Soil Sci. Soc. Amer. Proc. -1974. - V.38. - №1.- P. 315-322.

122. Australian mulga ecosystems C-13 and N-15 natural abundance of biota components and their ecophysiological significance / Pate J.S., Unkovich M.J., Erskine P.D, etc.// Plant, Cell, Environ. - 1998. - V.21. - №6. - P.1231-1342.

123. Bergersen F.J., Peoples M.B., Turner G.L. Isotopic discrimination during the accumulation of nitrogen by soybeans // Austral. J. . Plant Physiol. 1988. - V.15. - №2. - P. 407-420.117

124. Boutton T.W., Yamasake S. (ed.). Mass-spectrometry of soils. Marcel Dekker Inc. N.Y. USA, 1996. 517 pp.

125. Bremner E., C.van Kessel. Appraisal of the nitrogen-15 natural abundance method for quantifying dinitrogen fixation // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1990. - V. 54. - №2.- P.404-411.

126. Bremner J.M., Hauck R.D. Advances in methodology for research on nitrogen transformations in soils. / In: Nitrogen in agricultural soils. Ed. Stevenson F.J., Madison; USA, ASA-CSSA-SSSA, 1982. 940 pp.

127. Buzek F., Cerny J., Paces T. The behaviour of nitrogen isotopes in acidified forest soils in the Czech republic // Water, Air and Soil Pollut. 1998. -V.105. - №1. - P. 155-164.

128. Calvert S.E., Nielsen b., Fontugne M.R. Evidence from nitrogen ratios for enhanced productivity during formation of eastern Mediterranean sapropels // Nature. 1992. - V.359. - №2. - P. 223-225.

129. Cheng S.H., Bremner J.M., Edwards A.P. Variation of nitrogen-15 abundance in soils // Science. 1964. - V.146. - № 11. - P.1574-1575.

130. Climate-related variations in denitrification in the Arabian Sea from sediment 15N/14N ratios / Altabet M.A., Francois R., Murray D.W., etc. // Nature. 1995. - V.372. - №3. - P. 506-508.

131. Compound specific 15N % values: amino acids in grassland and arable soils / Ostle N.J., Bol R., Petzke K.J., etc. // Soil Biol. Biochem. 1999. - V.31.-№12.-P. 1751-1755.

132. Concerning the heterogeneity of the natural abundance of N-15 in soil / Kohl D.H., Bryan B.A., Shearer G.B., etc. // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1981. - V.45. -№2.-P. 450-451.

133. Delwiche C.C., Steyn P.L. Nitrogen isotope fractionation in soil and microbial reactions // Environ. Sc. Technol. 1970. - V. 4. - №7. - P. 926-935.

134. Difference in the natural abundance of N-15 in extractable mineral nitrogen of cropped and fallowed surface soils / Turner G.L., Gault R.R., Morthorpe L., etc. // Austral. J. Agr. Res. 1987. - V.38. - №1.- P. 15-25.

135. Doughton J.A., Saffigna P.G., Vallis I. Natural abundance of N-15 in barley as influenced by prior cropping or fallow, nitrogen fertiliser and tillage // Austral. J. Agr. Res. -1991. V.42. - №5. - P. 723-733.

136. Effect of forest decline on uptake and leaching of deposited nitrate determined from 15N and 180 measurements / Durka W., Shulze E.D., Gebauer G., etc. // Nature. 1994. - V.372. - №5. - P.765-767.

137. Effect of Rhizobial strain and host plant on nitrogen isotopic fractionation in legumes / Steele K.W., Bonish P.M., Daniel R.M., etc. // Plant Physiol. 1983. - V.72. - №6. - P. 1001-1004.

138. Estimates of seasonal nitrogen fixation of annual subterranean clover -based pastures using the 15N natural abundance technique / Bolger T.P., Pate J.S., Unkovich M.J., etc. // Plant and Soil. 1995. - V.175. - №1. - P. 57-66.

139. Estimating the uptake of traffic-derived NO2 from 15N abundance in Norway spruse needles / Amman M., Siegwolf R., Pichlmayer F., etc. // Oecologia. 1999. - V. 118. - №1. - P. 124-131.

140. Estimation of symbiotically fixed nitrogen in field grown soybeans: An application of natural 15N / 14N abundance and a low level N-15 tracer technique / Wada E., Imaizumi R., Kabaya Y., etc. // Plant and Soil. - 1986. -V.93. - №2. - P. 269-286.

141. Experimental determination of nitrogen kinetic isotope fractionation: some principles: illustration for the denitrification and denitrification processes / Mariotti A., Germon J.C., Hubert P., etc. // Plant and Soil. 1981. - V.62. - P. №2.-413-430.119

142. Field scale variability of nitrogen and 815N in soil and plants / Clay D.E., Chang J., Clay C.A., etc. // Commun. Soil Sc. Plant Anal. 1997. - V.28. - P. №10.- P.1513-1527.

143. Focht D.D. Isotope fractionation of 15N and 14N in microbiological nitrogen transformations: a theoretical model // J. Environ. Qual. 1973. - V.2. - №2. -P. 247-252.

144. Freyer H.D., Aly A.I.M. Isotopes ratios as pollutant source and behavior indicators. IAEA. Vienna, 1975. P.21.

145. Fry B. Stable isotope diagrams of freshwater food webs // Ecology. 1991. -V.72. - №12. - P. 2293-2297.

146. Handley L.L., Raven J.A. The use of natural abundance of nitrogen isotopes in plant physiology and ecology // Plant, Cell, Environ. 1992. - V.15. - №7. -P. 965-985.

147. Herman D.J., Rundel P.W. Nitrogen isotope fractionation in burned and unburned chaparral soils // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1989. - V.53. - №5. - P. 1229-1236.

148. Hermes J., Weiss P., Cleland W.W. The use of nitrogen-15 and deuterium isotope effects to determine teh chemical mechanism of phenylalanine ammonia-lyase // Biochem. 1985. - V.24. - №12. - P. 1959-2967.120

149. Hietz P, Wanek W, Popp M. Stable isotopic composition of carbon and nitrogen content in vascular epiphytes along an latitudinal transect // Plant, Cell Environt. -1999. V.22. - №9. - P. 1435-1443

150. Hobbie E.A, Macko S.A, Shugart H.H. Interpretation of nitrogen isotope signatures using the NIFTE model // Oecologia. 1999. - V.120. - №2. - P. 405-415.

151. Hobson K.A, Wassenaar L.I. Stable isotope ecology: an introduction // Oecologia. 1999. - V. 120. - №2. - P. 312-326.

152. Hoering T.C. Variation of nitrogen-15 abundance in naturally substances // Science. 1955. - V.122. - №9. - P. 1233.

153. Hoering T.C, Ford H.T. The isotope effect in the fixation of nitrogen by Azotobacter // J. Amer. Chem. Soc. 1960. - V.82. - №1. - P. 376-378.

154. Hogberg P, Tamm C.O, Hogberg M. Variations in 15N abundance in forest fertilisation trial: critical loads of N, N saturation, contamination and effects of revitalisation fertilisation // Plant and Soil. -1992. V.142. - №1.- P. 211-219.

155. Hogberg P. 15N natural abundance in soil-plant systems // New Phytol. -1997.-V.137. №1. - P. 179-203.

156. Isotopic ecology of earthworms under grassland and arable cropping systems / Briones M.J.I, Bol R, Sleep D, etc. // Pedobiologia. 1999. - V.43. - №4. - P. 675-683.121

157. Isotopically anomalous nitrogen in primitive meteorites / Lewis R.S., Anders E, Wright I.P., etc. // Nature. 1983. - V.305. - №4. - P.767-771.

158. Janzen H.H. Simulation of protozoa induced mineralization of bacterial carbon and nitrogen // Can. J. Soil Sc. - 1992. - V.72. - №1. - P.201.

159. Janzen H.H., Gilbertson C. Exchange of N-15 among plants in controlled environment studies // Can. J. Soil Sc. 1994. - V.74. - №1. - P. 109.

160. Johannisson C., Hogberg P. 15N abundance of soils and plants along an experimentally induced forest nitrogen supply gradient // Oecologia. 1994. -V.97. - №2. - P. 322-325.

161. Junk G., Svec H.V. The absolute abundance of the nitrogen isotopes in atmosphere and compressed gas from various sources // Geochim Cosmochim Acta. 1958. - V.14. - №2. - P. 234-243.

162. Karamanos R.E., Rennie D.A. Nitrogen isotope fractionations during ammonium exchange reactions with soil clay // Can. J. Soil Sc. 1978. - V.58. - №1. - P.53.

163. Karamanos R.E., Rennie D.A. Changes in natural 15N abundance associated with pedogenic processes in soil. II. Changes on different slope position // Can. J. Soil Sc. 1980. - V.60. - №2. - P.337

164. Karamanos R.E., Voroney R.P., Rennie D.A. Variation in natural 15N abundance of central Saskatchewan soils // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1981. -V.45. - №3. - P. 826-828.

165. Kelley K.R., Stevenson F.J. Forms of organic matter N in soil // Fertil. Res. -1995. -V.42.-№l.-P. 1-11.

166. Kerley S.J., Jarvis S.C. Preliminary studies of the impact of excreted N on cycling and uptake of N in pasture systems using natural stable isotopic discrimination // Plant and Soil. 1996. - V.178. - №2. - p. 287-294.

167. Kerley S.J., Jarvis S.C. Variation in N-15 natural abundance of soil, humic fractions and plant materials in a disturbed and an undisturbed grassland // Biol, and Fertil. Soils. 1997. - V.24. - №1. - P. 147-152.122

168. Kerley S.J., Jarvis S.C. The use of N-15 natural abundance variation to examine plant and soil organic fractions in pasture under different management practises // Biol. Fertil. Soil. 1999. - V.29. - №1. - P. 135-140.

169. C. van Kessel, Farell R.E., Pennock D.J. Carbon-13 and nitrogen-15 natural abundance in crop residues and soil organic matter // Soil Sc. Soc. Amer. J. -1994. V.58. - №2. - P. 382-389.

170. Kinetic fractionation of stable nitrogen isotopes during amino acid trisformation. / Macko S.A., Estep M.L.F., Engel M.M., etc. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1986. - V.50. - №12. - P. 2143-2146.

171. Kohl D.H., Shearer G.B., Commoner B. Fertilizer nitrogen contribution to nitrate in surface water in a corn belt watershed // Science. 1971. - V.174. -№11.-P. 1331-1334.

172. Kohl D.H., Shearer G.B., Commoner B. Reply to Hauck et al. // Science. -1972. V.177. - №3. - P. 454-456.

173. Kohl D.H., Shearer G.B., Commoner B. Variation of N-15 in corn and soil following application of fertiliser nitrogen // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1973. -V.37. - №3. - P. 888-892.

174. Kohl D., Shearer G.B. Isotopic fractionation associated with symbiotic N2 fixation and uptake of N03 by plants // Plant Physiol. 1980. - V.66. - №1. -P. 51-56.

175. Kohl D.H., Shearer G.B. The use of soil lightly enriched in N-15 to screen for N2-fixing activity // Plant and Soil. 1981. - V.60. - №3. - P. 487-489.

176. Kohl D.H., Reynolds P.H.S., Shearer G. Distribution of N-15 within Pea, Lupin and Soybean nodules // Plant Physiol. 1989. - V.90. - №3. - P. 420426.123

177. Koopmans C.J., Van Dam D. Modelling the impact of lowered atmospheric nitrogen deposition on a nitrogen saturated forest ecosystem // Water, Air and Soil Pollution. 1998.-V.104.-№l.-P. 181-203.

178. Lajtha K., Michener R.N. (ed.) Stable isotopes in Ecology and Envaronmental Science. Blackwell Scientific Publications. Oxford. G.B., 1994.-316 pp.

179. Lajtha K. Sources of variation in stable isotopic composition of plants. Nitrogen isotopes. In: Laijtha K., Michener R.N. (ed.) Stable isotopes in Ecology and Envaronmental Science. Blackwell Scientific Publications. Oxford. G.B., 1994.-316 pp.

180. Landscape-scale variations in leached nitrate: relationship to denitrification and natural nitrogen-15 abundance / Farrell R.E., Sandercock P.J., Pennock D.J., etc. // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1996. - V.60. - №5. - P. 1410-1415.

181. Landscape-scale variations in plant and soil nitrogen-15 natural abundance / Sutherland R.A., C.van Kessel, Farrell R.E., etc. // Soil Sc. Soc. Amer. J. -1993.-V.57.-№1.-P. 169-178.

182. Lauf J., Gebuner G. On-line analysis of stable isotopes of nitrogen in NH3, NO, and N02 at natural abundance levels // Analyt. Chem. 1998. - V.70. -№23.-P. 2750-2756.

183. Ledgard S.F., Freney J.R., Simpson J.R. Variation in natural enrichment of N-15 in the profiles of some Australian Pasture soils // Austral. J. Agricul. Res. 1984. - V.22. - №1. - P. 155-165.

184. Ledgard S.F., Woo K.S., Bergersen F.J. Isotopic fractionation during reduction of nitrate and nitrite by extracts of spinach leaves // Austral. J. Plant Physiol. 1985. - V.12. - №4. - P. 631-640.124

185. Ledgard S.F. Nutrition, moisture and rhizobial strain influence isotopic fractionation during N2 fixation in pasture and legumes // Soil Biol. Biochem. -1989.-V.21.-№l.-P. 65-68.

186. Lindau C.W., Delaune R.D., Alford D.P. Monitoring nitrogen pollution from sugarcane runoff using N-15 analysis // Water, Air and Soil Pollut. 1987. -V.89. - №2. - P. 389-399.

187. Macko S.A., Ostrom N.E. Pollution studies using stable isotopes. In: Laijtha K., Michener R.N. (ed.) Stable isotopes in Ecology and Environmental Science. Blackwell Scientific Publications. Oxford. G.B., 1994. 316 pp.

188. Mariotti A. Atmospheric nitrogen is a reliable standard for natural N-15 abundance measurements // Nature. 1983. - V.303. - №4. - P. 685-687.

189. Meints V.W., Boone L.V., Kurts L.T. Natural abundance in soil, leaves, and grain as influenced by long term additions of fertiliser N at several rates // J. Environ. Qual. 1975. - V.4. - №2. - P. 486-490.

190. N-15 natural abundance and N use by tundra plants / Nadelhoffer K.J., Shaver G., Fry B., etc. // Oecologia. 1996. - V.107. - №2. - P.386-394.

191. N-15 natural abundance in forest and pasture soils of the Brazilian Amazon Basin / Piccolo M.C., Niell C., Melillo J.M., etc. // Plant and Soil. 1996. -V.182. - №2. - P. 249-258.

192. N20 reduction by Azotobacter vinelandii with emphasis on kinetic nitrogen isotope effects / Yamazaki T., Yoshida N., Wada E., etc. // Plant Cell Physiol.-987. V.28. -№2. - P. 263-271.125

193. Nadelhoffer K.J., Fry B. Controls on natural nitrogen-15 and carbon-13 abundance in forest soil organic matter // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1988. - V.52.- №6. P. 1633-1640.

194. Nadelhoffer K.J. Fry B. Nitrogen isotope studies in forest ecosystems. // In: Laijtha K., Michener R.N. (ed.) Stable isotopes in Ecology and Envi ronmental Science. Blackwell Scientific Publications. Oxford. G.B., 1994. 316 pp.

195. Natural N-15 abundance in shrub and tree legumes, casuarina, and non-N2 fixing plants in Thailand / Yoneyama T., Murakami T., Boonkerd N., etc. // Plant and Soil. 1990. - V.128. - №2. - P. 287-292.

196. Natural N-15 abundance in two nitrogen saturated forest ecosystems / Koopmans C.J., Van Dam D. Tietema A., etc. // Oecologia. 1997. - V.lll. -№2. - P. 470-480.

197. Natural nitrogen-15 abundance as an indicator of soil organic matter transformations in native and cultivated soils / Tiessen H. Karamanos R.E., Stewart J.W.B., etc. // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1984. - V.48. - №1. - P. 312315.

198. Natural abundance of nitrogen-15 in a forest soil. / Koba K., Tokuchi N., Yoshioka T, etc. // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1998. - V.62. - №3. - p. 778-781.

199. Nitrification rates and N-15 abundance of N20 and NO3 in the western North Pacific / Yoshida N., Morimoto H., Hurano M., etc. // Nature. 1989. - V. 342.- №5. P. 895-897.

200. Nitrogen fixation efficiency, natural N-15 abundance, and morphology of mesquite (Prosopis glandulosa) root nodules / Virginia R.A., Baird L.M., La Favre J.S., etc. // Plant and Soil. 1984. - V.79. - №2. - P. 273.126

201. Novak M., Buzek F., Adamova M. Vertical trends in 13C, 15N and 34S ratios in bulk Sphagnum peat // Soil Biol. Biochem. 1999. - V.31. - №9. - P. 13431346.

202. Paul E.A., McLaren A.D. Soil Biochemistry. N.Y. USA. Marsel Dekker Inc. 1975.-278 pp.

203. Piccolo M.C., Niell C., Cerri C.C. Natural abundance of N-15 in soils along forest-to-pasture chronosequences in the western Brazilian Amazon Basin // Oecologia. 1994. - V.99. - №1. - P. 112-117.

204. Primary deuterium and N-15 isotope effects as a mechanistic probe of alanine and glutamate dehydrogenases / Weiss P.M., Chen C.Y., Cleland W.W., etc. // Biochem. V.27. - №23. - P. 4814.

205. Rennie D.A., Paul E.A., Johns I.E. Natural nitrogen -15 abundance of soil and plant samples // Can. J. Soil Sc. 1976. - V.56. - №1. - P.43.

206. Rittenberg D. The preparation of gas samples for mass-spectrometric Isotope- analyze // Preparation and Measurement of Isotopic Tracers / Ed. G. Edwards. Ann. Arbor. Michigan, 1948. P. 31-42.

207. Rundel P.W., Ehleringer J.R., Nagy K.A. (ed.) Stable isotopes in Ecological Research. Springer-Verlag New York Inc., 1989. 525 pp.

208. Schmidt O., Scrimgeour C.M., Handley L.L. Natural abundance of N-15 and C-13 in earthworms from wheat and a wheat-clover field // Soil Biol. Biochem.- 1997. V.29. - №8. - P.1301-1308.

209. Schmidt S., Stewart G.R. Waterlogging and fire impacts on nitrogen availability and utilization in a subtropical wet heathland (wallum) // Plant, Cell, Environ. 1997. - V.22. - №7. -P.1231-1341.

210. Selles F. Changes in natural 15N abundance of soil associated with tillage practices // Can. J. of Soil Sc. 1984. - V.64. - №4. - P. 1345

211. Selles F., Karamanos R.E. Variations in natural nitrogen-15 abundance as an aid in manure-nitrogen studies. // J. Environ. Qual. 1986. - V. 15. - P. 24-30.

212. Selles F., Karamanos R.E., Kachanovski R.G. The spatial variability of nitrogen-15 and its relation to the variability of other soil properties // Soil Sc. Soc. of Amer. J. 1986. - V.50. - №1. - P. 105-110.

213. Shearer G. a. The precision of determination of the natural abundance of N-15 in soil, fertilisers and shelf chemicals // Soil Sc. 1974. - V. 118. - №2. -P.308.

214. Shearer G., Kohl D.H. a. N-15 abundance in N-fixing and non-N-fixing plants. In: Frgerio A. (ed.). Mass Spectrometry in Biochemistry and Medicine. 1978. - V.l. - Plenum Press. New York. - 605 pp.

215. Shearer G., Kohl D.H., Chien S.H. b. The nitrogen-15 abundance in a wide variety of soils. // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1978. - V.42. - №3. - P.899-902.

216. Shearer G., Kohl D.H., Harper J.E. Distribution of N-15 among plant parts of nodulating and nonnodulating isolines of soybeans // Plant Physiol. 1980. -V.66.-№1.- P. 57-60.

217. Shearer G., Kohl D.H. N2 fixation in field setting: estimations based on natural N-15 abundance // Austral. J. Plant Physiol. - 1986. - V.l3. - №4. - P. 699-756.

218. Shearer G., Kohl D. b. Estimates of N2 fixation in ecosystems: the need for and basis of the 15N natural abundance method. / In: Stable isotopes in ecological research. / Ed. Rundel P.W. New York. Springer, 1989. XV. -342 pp.

219. Shearer G., Kohl D.H. a. Natural N-15 abundance of NH4+; amide N, and total N in various fractions of nodules of Peas; Soybeans and Lupins // Austral. J. Plant Physiol. 1989. - V.16. - №2. - P. 305-313.128

220. Site of natural N-15 enrichment of soybean nodules / Reinero A., Shearer G., Barbara A.B., etc. // Plant Physiol. 1983. - V.72. - №2. - P. 256-258.

221. Spatial variability in nitrogen-15 and total nitrogen in some virgin and cultivated soil / Broadbent F.E., Rauschkolb R.S., Lewis K.A., etc. // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1980. - V.44. - №2. - P.524-527.

222. Stable isotope natural abundance of soil, plants and soil invertebrates in an upland pasture / Neilson R., Hamilton D., Wishart J., etc. // Soil Biol. Biochem. 1998. - V.30. - №11. - P. 1773-1782.

223. Steele K.W., Daniel R.M. Fractionation of nitrogen isotopes by animals. // J. Agricul. Sc. 1978. - V.90. - №1. -P.7.

224. Steele K.W., Wilson A.T., Sauders W.M.H. Nitrogen isotope ratios in surface and sub-surface horizons of New Zealand improved grassland soils // N. Z. J. Agricul.Res. 1981. - V.24. -№1. - P. 167.

225. Strain of Rizobium lupinus determines the natural abundance of N-15 in root nodules of Lupinus spp / Bergersen F.J., Turner G.L., Amarger N., etc. // Soil Biol. Biochem. 1986. - V.18. - №1. - P. 97-101.

226. Subantarctic Macquarie island a model ecosystem for studying animal-derived nitrogen sources using N-15 natural abundance / Erskine P.D., Bergstrom D.M., Schmidt S., etc. // Oecologia. - 1998. - V.117. - №1. - P. 187-193.

227. Sutherland R.A., C.van Kessel, Pennock D.J. Spatial variability of nitrogen-15 natural abundance // Soil Sc. Soc. Amer. J. 1991. - V.55. - №5. - P. 13391347.

228. Szepanski M.M., Ben-David M., V. van Ballenberghe. Assessment of anadromous salmon resource in the diet of the Alexander Archipelago wolf using stable isotope analysis // Oecologia. 1999. - V.120. - №2. - P. 327-335.

229. Tamm C.O. Nitrogen in terrestrial ecosystems. Springer-Verlag. Berlin, Germany, Heidelberg, 1991. 116 pp.129

230. The amount and nitrogen-15 content of nitrate in soil profiles from two central Illinois fields in a corn-soybean rotation / Feigin A., Shearer G., Kohl D., etc. // Soil Sc. Soc. Amer. Proc. 1974. - V.38. - №2. - P. 465-471.

231. The natural N-15 abundance of sugarcane and neighbouring plants in Brasil, the Philippines and Miyako (Japan) / Yoneyama T., Muraoka T., Kim T.H., etc. // Plant and Soil. 1997. - V.189. - №2. - P.239-244.

232. Turner G.L., Bergersen F.J., Tantala H. Natural enrichment of N-15 during decomposition of plant material in soil // Soil Biol. Biochem. 1983. - V.15. -№2. - P. 495.

233. Use of variations in natural nitrogen isotope abundance for environmental studies: a questionable approach / Hauck R.D., Bartholomew W.V., Bremner J.M., etc. // Science. 1972. - V.177. - №3. - P. 453-454.

234. Variation of natural N-15 abundance of crops and soils in Japan with special referece to the effect of soil conditions and fertilizer application / Yoneyama T., Kouno K., Yazaki J., etc. // Soil Sc. Plant Nutr. 1990. - V.36. - №5. - P. 667.

235. Variation in the natural nitrogen-15 abundance in nitrate mineralised during incubation of several Illinois soils / Feigin A., Shearer G., Kohl D., etc. // Soil Sc. Soc. Amer. Proc. 1996. - V.38. - №2. - P. 465-471.

236. Variations in natural abundance of nitrogen and carbon isotopes in Triticum aestivum, with special reference to phloem and xylem exudates / Yoneyama T., Handley L.L., Scrimgeour C.M., etc. // New Phytologist. 1997. - V.137. -№2. - P.205-213.

237. Wada E., Ueda T. C, N and O isotope ratios of CH4 and H20 in Soil Ecosystems. // In: Boutton T.W., Yamasake S. (ed.). Mass-spectrometry of soils. Marcel Dekker Inc. N.Y. USA, 1996. 517 pp.

238. Webster E.A., Hopkins D.W. Nitrogen and oxygen isotope ratios of nitrous oxide emitted from soil and produced by nitrifying bacteria // Biol. Fertil. Soil. 1996. - V.22. - №2. - P. 326-330.130

239. Wellmann R.P., Cook F.D., Krouse H.R. Microbial alternation of abundance // Science. 1968. - V.161. - №2. - P. 269-270.

240. Yoneyama T. Variation in natural abundance of N-15 among plant parts and in N-15/N-14 fractionation during N2-fixation in the legume-rhizobial symbiotic system // Plant and Cell Physiology. 1986. - V.27. - №3. - P. 791.

241. Yoneyama T. Caracterization of natural N-15 abundance of soil. // In: Boutton T.W., Yamasake S. (ed.). Mass-spectrometry of soils. Marcel Dekker Inc. N.Y. USA, 1996. 517 pp.

242. Yoshida N. N-15 depleted N20 as a product of nitrification // Nature. 1988. - V. 335. - №4. - P. 528-529.132