Physicochemical Properties of Garden Soil as Influenced by Fruit Fall of Different Plants

Актуальность темы обусловлена неубывающим значением глобальной социально-экологической проблемы, которую впервые чётко сформулировали на Конференции ООН по окружающей среде и развитию (ЮНСЕД, Рио-де-Жанейро, Бразилия), 3–14 июня 1992 года. На последующих глобальных форумах (РИО-92+10, РИО-92+20) проблему формулировали как совокупность трёх важнейших вызовов устойчивому развитию: исчерпание невозобновимых ресурсов, техногенное загрязнение возобновимых ресурсов, сокращение биоразнообразия.

За прошедшие десятилетия в числе направлений для решения этой проблемы прочно заняли своё место биотехнические и экологические методы в сельском хозяйстве. Ведётся разработка «альтернативных», «промежуточных», «мягких» агротехнологий

В агропроизводстве этапа Organic 3.0 допускается использование более двухсот наименований почвоулучшителей и средств защиты растений. Наиболее изучены гуминовые и микробиологические препараты. При этом в литературе недостаточно предоставлены данные исследований по рациональному использованию плодового опада в производстве биоудобрений, кормовых и пищевых продуктов, а результаты исследований влияния различных видов плодового опада на свойства садовой почвы практически отсутствуют.

Целью настоящей работы было изучение влияния различных видов плодового опада на физико-химические свойства садовой почвы. Задачи работы включали определение показателей кислотности, содержания хлорид-ионов и катионов кальция и магния, а также суммарной антиоксидантной активности в составе почвенной вытяжки.

Материалом исследования служили образцы почвы садового участка, расположенного в Емельяновском районе Красноярского края. По общепринятой классификации почвы отнесены к чернозёмам выщелоченным слабогумусным, распространённым в лесостепной зоне. Отбор почв был осуществлён в августе-сентябре 2023 года соответствии с ГОСТ 17.4.4.02

Для анализа водных почвенных вытяжек (20 г сухой почвы+50 мл дистиллированной воды) использовали кислотно-щелочное, аргентометрическое и комплексонометрическое титрование. Оценку антиоксидантной активности почвенных вытяжек проводили методом люминол-зависимой хемилюминесценции с использованием автоматизированного комплекса «Биохемилюминометр 3606» (СКТБ «Наука», г. Красноярск, Россия)

Результаты, полученные в ходе физико-химического анализа, нормировали процентильным методом, отображая на графиках в процентах относительно контроля. Статистическую обработку результатов проводили с применением параметрического t-критерия Стьюдента для оценки межвыборочных различий.

Результаты сравнительного анализа кислотности почвенных образцов под влиянием различных видов плодового опада приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Кислотность почвы в зависимости от вида плодового опада

DOI:10.23670/IRJ.2024.141.75.1

Из приведённого рисунка видно, что под влиянием всех исследованных видов опада кислотность почвы была пониженной. Подщелачивающим влиянием в наименьшей степени характеризовались плодовые остатки черёмухи, в наибольшей степени – опад аронии, калины, ранета красного. Известно, что эти плоды характеризуются высоким содержанием гидроксипроизводных флавона, различающихся степенью окисленности ароматических ОН-групп. Было показано

[4]

, что фракционный состав биофлавоноидов смородины черной и красной, яблони и особенно калины характеризуются высоким содержанием лейкоантоцианов, т.е. восстановленных форм флавонолов. Известно, что содержание восстановленных биофлавоноидов в плодах аронии выше, чем в плодах черёмухи и ирги

[5]

. Таким образом, полученные результаты согласуются с данными химического анализа плодов сибирских дикоросов.

Результаты аргентометрического анализа содержания хлорид-анионов в почвенных вытяжках отображены на рисунке 2, результаты комплексонометрического анализа суммарного содержания ионов кальция и магния – на рисунке 3.

Рисунок 2 - Солёность почвы в зависимости от вида плодового опада

DOI:10.23670/IRJ.2024.141.75.2

Рисунок 3 - Суммарное содержание ионов кальция и магния в почве в зависимости от вида плодового опада

DOI:10.23670/IRJ.2024.141.75.3

Из рисунка 2 следует, что наибольшее содержание хлорид-анионов соответствовало влиянию тех же видов плодового опада, которые оказывали подщелачивающий эффект. Известно, что главной причиной засоления почв является медленное вымывание растворимых солей

[9]

, чему способствует сдвиг кислотно-щелочного равновесия. Наибольший уровень засоления обнаружен под влиянием плодового опада ранета красного. Из этого следует, что следует препятствовать накоплению именно этого вида опада, своевременно удаляя плодовую массу и направляя её на сортировку с последующей переработкой в биоудобрения или кормовые / пищевые продукты.

На рисунке 3 отображены результаты комплексонометрического анализа суммарного содержания подвижных ионов кальция и магния в почвенной вытяжке.

Из предоставленных данных видно, что плодовые опады калины, смородины красной и ранета красного не оказывали значимого влияния на содержание катионов кальция и магния в почвенном растворе. Напротив, под влиянием аронии, ирги, смородины чёрной, ранета жёлтого и черёмухи наблюдалось повышение содержания кальция и магния в 3…4 раза относительно контроля. Это указывает на положительное влияние плодовой массы на состояние почвы, поскольку при этом кальций и магний не переходят в труднорастворимую форму и минеральный баланс не нарушается. В свою очередь, этот эффект следует ожидать под влиянием опада калины, смородины красной и ранета красного. Таким образом, эти виды плодовой массы необходимо направлять на переработку, а не оставлять для утилизации под плодовыми растениями.

Результаты оценки суммарной антиоксидантной активности приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 - Антиоксидантная активность почвы в зависимости от вида плодового опада

DOI:10.23670/IRJ.2024.141.75.4

Из приведённых данных можно видеть, что полученные данные хорошо согласуются с описанными выше результатами. Судя про степени снижения продукции свободных радикалов, высокой антиоксидантной активностью характеризовался плодовый опад аронии и смородины (снижение в обоих случаях на 50%), черёмухи (60%), ранета жёлтого (90%). Напротив, высокой прооксидантной активностью характеризовался плодовый опад калины (возрастание продукции свободных радикалов в 2,5 раза), ирги и чёрной смородины (повышение в 4 раза), ранета красного (в 4,4 раза). Можно предполагать, что плодовая масса с сильным прооксидантным действием будет угнетать почвенную микрофлору, поскольку химически агрессивные свободные радикалы способствуют деструкции клеточных мембран. С другой стороны, по той же самой причине свободные радикалы способны ускорять прорастание семян, ускоряя набухание, разрыхление и перфорирование клеточных стенок. Это было подтверждено с помощью проведённого биотеста с использованием в качестве тест-объекта семян огурца сорта Малыш (рис. 5).

Рисунок 5 - Эффективность прорастания тест-объекта (семена огурца) под влиянием различных видов плодового опада

Примечание: ПП – проращивание в почве, ВВ – водная вытяжка почвы

DOI:10.23670/IRJ.2024.141.75.5

Из рисунка видно, что судя по длине зародышевого корня (% к значению в контроле) наибольшая эффективность прорастания семян наблюдалась при использовании почвы или почвенной вытяжки с плодовым опадом аронии, ранета красного и калины.

На основании полученных данных можно предположить, что накопленный под плодовыми деревьями плодовый опад будет способствовать, с одной стороны, прорастанию сорняков, а с другой – угнетению почвенных симбионтов, например клубеньковых бактерий. Следовательно, данные виды плодового опада необходимо периодически удалять из приствольных кругов и перерабатывать в полезные продукты и удобрения, способствуя рациональному и наиболее полному использованию природных ресурсов садоводства.