Курский государственный университет

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Проблемы и перспективы современной науки» (выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

В настоящее время в связи с увеличением площади распахиваемых зе¬мель и интенсивным ведением сельского хозяйства под влиянием всё возрас¬тающей деятельности людей наблюдается снижение плодородия почв.
Для регулирования и оптимизации экологического состояния черноземов, управления функционированием экосистем, актуально изучение их показателей и особенностей воздействия на них экологических факторов.
Важнейшим показателем экологического состояния почвы является её микробная биомасса, характеризующая жизнедеятельность сообщества микроорганизмов, подвергающегося наибольшим изменениям при антропогенных воздействи¬ях. Биомасса микроорганизмов играет огромную роль в почвенном плодородии, питании расте¬ний, а, следовательно, и в функционировании экосистем.
Почва является средой обитания для макро- и микроорганизмов. Для макроорганизмов почва выступает как целостная среда обитания. Для мик¬роорганизмов почву следует рассматривать как сложную гетероген¬ную систему микросред с резко различными условиями обитания в каждом отдельном микролокусе. Так, микроорганизмы, поселя¬ющиеся на поверхности почвенных агрегатов и внутри их, развивают¬ся в совершенно разных условиях по доступности компонентов питательного субстрата, аэрации, влажности, температуры, рН и т. д. Вся масса микроорганизмов составляет так назы¬ваемый пул почвы или ее микробный запас. Под воздействием сложного комплекса природ¬ных и антропогенных факторов, ведущая роль среди которых принадлежит биохимической деятельности микроорганизмов, формируется такое важное свойство почвы, как плодородие.
Почвенная микрофлора принимает участие в формировании и регулиро¬вании практически всех агрономически ценных свойств почвы. На состав и численность в почве отдельных групп микроорганизмов оказывают влияние абиотические, биотические и антропогенные факторы.
В нашем исследовании изучались содержание и пространственная изменчивость биомассы микроорганизмов на участке чернозема типичного ежегодно подвергающемуся антропогенной нагрузке – отвальной обработке почвы и при ее отсутствии в естественной экосистеме на примере некосимой степи. Исследования проводились в июле 2007 года в Центрально-черноземном биосферном заповеднике имени профессора В.В. Алехина. По площади Центрально – Черноземный заповедник занимает 4795 га. Он представлен пятью территориально разобщенными участками.
Весь заповедник находится в пределах Средне - Русской возвышенности. Одним из богатств заповедника является чернозем, характерный признаком которого является гумусовый горизонт, имеющий мощность 85-90 см. Большое количество перегноя придают ему темную окраску. Почвенный покров представлен в основном тремя подтипами мощных черноземов: типичными, выщелоченными и оподзоленными. Наиболее распространен типичный чернозем.  
Во второй половине июля в естественной экосистеме некосимой степи и на участке чернозема типичного ежегодно подвергающемуся антропогенной нагрузке – отвальной обработке почвы на делянках площадью 140 м2   (20 м х 7 м) проводили отбор почвенных образцов из 12 точек  с шагом опробования 2,5 и 6 м буром по глубинам 0-10, 10-20 см. В почвенных образцах определяли содержание биомассы микроорганизмов. Параллельно осуществлялось определение полевой влажности весовым методом. Наблюдения, анализы и учеты проводились согласно существующим методам, принятым в полевых и лабораторных исследованиях по почвоведе¬нию, экологии и общему земледелию.
В слое почвы 0-10 см естественной экосистемы некосимой степи содержание микробной биомассы варьировало от 773 мг/кг почвы до 1581 мг/кг почвы (рис.1). Статистический анализ полученных данных показал, что такое изменение микробной биомассы в пространстве чернозема типичного некосимой степи в этом слое можно считать средним. Коэффициент вариации составил 19%.
Несколько меньшим, но  тоже средним, было варьирование биомассы микроорганизмов в пространстве чернозема типичного некосимой степи в слое 10-20 см. Коэффициент вариации в данном случае достигал 17%.  Так, в этом слое почвы содержание микробной биомассы было максимальным  в точке № 6, где оно составляло 1263 мг/кг почвы.
В результате было выявлено, что антропогенная деятельность и в частности ежегодная  и постоянная отвальная обработка почвы приводит к существенному увеличению изменения биомассы микроорганизмов в пространстве чернозема типичного. По-видимому, это связано с неоднородными условиями в почве, складывающимися в пространстве в результате, во-первых, проведения вспашки (образуются углубления, более длительное время сохраняющие имеющуюся почвенную влагу и более быстро высыхающие «возвышенности»), во-вторых, неравномерного развития сегетальных растений. Последние с одной стороны  выделяют в чернозем различные специфические вещества органической природы, а с другой – в результате проведения отвальной обработки почвы попадают в нее и  служат источником питания для микроорганизмов. Неоднородность условий существования вызывает неоднородное распределение микроорганизмов в черноземе типичном.
Антропогенное воздействие  в виде ежегодной постоянной отвальной обработки почвы снижает количество микробной биомассы по сравнению с почвой естественной экосистемы некосимой степи и нивелирует разницу в его содержании между слоями.
    В результате проведенного исследования выявлено существенное варьирование в пространстве содержания микробной биомассы почвы: от 30 до 402 и от 642 до 1581 мг/кг почвы в зависимости от слоя и варианта опыта. Ее изменение в пространстве чернозема типичного естественной экосистемы некосимой степи, можно считать средним. Коэффициент вариации составляет 17,8-20,2% в зависимости от слоя почвы.
    Анализ современной научной литературы по проблеме пространственной изменчивости биомассы микроорганизмов в черноземе типичном показал, что сведений по этому вопросу практически нет.