Biomonitoring of leached chernozem under conditions of long-term application of fertilizers and ameliorant | Биомониторинг чернозема выщелоченного в условиях длительного применения удобрений и мелиоранта

English. The influence of various agrochemicals on the state of soil-biotic complex of leached chernozem and the possibility of using biomonitoring in assessing soil changes and revealing trends here are considered. The research was conducted under conditions of long-term stationary experiment layed in the Voronezh region in 1987. Biotests have shown high sensitivity to the agrochemicals used. Thus, the germination rate of radish seeds according to the experimental variants was 64-85%, while the maximum values were noted in the ameliorated variant, the minimum values were noted in the variant of combined application of organic fertilizers, that is, in the variant with the highest acidity. Here, the effect of toxicity was manifested, which led to a decrease in germination by more than 20%. It was revealed that the variants with the highest acidity had the lowest number of bacteria: on the control it was 0.76 million CFU/g of soil, and in the variant of combined application of organic fertilizers it was 0.86 CFU/g of soil. The closest to virgin land was the variant with ameliorant application, i.e. 5.8 million CFU/g of soil. On the contrary, the number of fungi increases sharply with increasing soil acidity, forming the following descending row: organomineral fertilizers no fertilizer control control organic background organic background + ameliorant. Strained relations in the conditions of soil – plant phosphorus system were revealed, which led to an increase in phosphatase activity: from 0.27 mg of P2O5 per 1 g in virgin soil to 0.75 mg of P2O5 per 1 g at combined application of organo-mineral fertilizers. Under the same conditions, a decrease in catalase activity was noted from 14.6 cm3 O2 per 1 min per 1 g in virgin soil to 9.8 at combined fertilization. Phosphatase activity and catalase activity were the closest to indicators of virgin soil in the ameliorated variant: 0.43 mg P2O5 per 1 g and 15.6 cm3 O2 per 1 min per 1 g, which indicates the balance of soil processes when restoring optimal acidity.

Russian. Рассмотрены влияние различных агрохимикатов на состояние почвенно-биотического комплекса чернозема выщелоченного и возможность использования биомониторинга в оценке и определении направленности изменений в нем. Исследования проведены в условиях длительного стационарного опыта, заложенного в Воронежской области в 1987 г. Биотесты показали высокую чувствительность к применяемым агрохимикатам. Так, всхожесть семян редиса по вариантам опыта составила 64–85%, при этом максимальные значения отмечены на мелиорированном варианте, минимальные – при совместном внесении органоминеральных удобрений, то есть на варианте с наиболее высокой кислотностью. Здесь проявился эффект токсичности, обусловивший снижение всхожести более чем на 20%. Установлено, что на вариантах с самой высокой кислотностью количество бактерий наименьшее: на контроле – 0,76 млн КОЕ/г почвы, при совместном внесении органоминеральных удобрений – 0,86 КОЕ/г почвы. Наиболее близким к целине является вариант применения мелиоранта – 5,8 млн КОЕ/г почвы. Количество грибов, наоборот, резко возрастает с ростом почвенной кислотности, образуя следующий ряд по убыванию: органоминеральные удобрения контроль без удобрений контроль органический фон орг. фон + мелиорант. Выявлены напряженные отношения в условиях системы почва – растение по фосфору, что привело к росту активности фосфатазы с 0,27 мг P2O5 на 1 г почвы на целине до 0,75 при совместном внесении органоминеральных удобрений. В этих же условиях отмечено снижение активности каталазы – с 14,6 см3 О2 за 1 мин на 1 г почвы на целине до 9,8 при совместном внесении удобрений. Наиболее близкими к целине эти показатели были на варианте применения мелиоранта – 0,43 мг P2O5 и 15,6 см3 О2, что указывает на сбалансированность почвенных процессов при восстановлении кислотности до оптимальной.