Изменение биологической активности почв при внесении в них суперабсорбирующих полимеров

В связи с глобальными изменениями климата, которые влекут за собой перераспределение внутригодового выпадения осадков, появляются продолжительные периоды засухи, не свойственные данной территории ранее, что непосредственно влияет на водообеспеченность сельскохозяйственных культур. Для решения этой проблемы созданы различные технологии обработки и разработаны функциональные материалы. Одними из таких материалов являются суперабсорбирующие полимеры, или гидрогели. Многие исследования доказывают, что гидрогели благоприятно влияют на урожайность сельскохозяйственных посевов, благодаря своей способности впитывать воду в объеме, превышающем свой собственный в несколько десятков раз, тем самым удерживая влагу в корнеобитаемом слое, не давая ей испаряться и стекать в более глубокие слои почвы. В эксперименте использовали три вида гидрогелей: «Ритин-10», «Aquasorb», «В415-К» – и дерново-подзолистую почву из Меньковского филиала Агрофизического института в Ленинградской области. Микробный метаболический коэффициент (qCO2) – это интегральный показатель биологического состояния почв. Он отражает изменение базального дыхания и микробной биомассы почвы: чем ниже значение, тем лучше состояние микробного сообщества. В контрольных образцах наблюдалось увеличение значения показателя к 30-му дню, у проб с гидрогелями этот показатель снизился. Для всех проб с гидрогелями заметное снижение показателя, а, соответственно, улучшение состояния микробиоты произошло между 15-м и 18-м днем эксперимента. В данном эксперименте невозможно достоверно установить, становится ли гидрогель доступен для микроорганизмов как источник необходимых для жизнедеятельности элементов, но его наличие в почве улучшает состояние микроорганизмов, а в случае с гидрогелем марки «В- 415К» способствует увеличению их биомассы.

1. Благодатский С.А., Благодатская Е.В. Определение содержания микробного углерода в почве на основе дыхательного отклика микроорганизмов на внесение глюкозы // Методы исследований органического вещества почв. Владимир, 2005. С. 385-400.

2. Данилова Т.Н., Табынбаева Л.К. Полимерные гели для управления водообеспеченностью пшеницы (Triticum aestivum L.) в разных экологических условиях // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54, № 1. С. 76-83. DOI: 10.15389/agrobiology.2019.1.76rus.

3. Дмитракова Я.А., Абакумов Е.В. Микробная биомасса и базальное дыхание карьерно-отвальных комплексов с различными субстратами // Живые и биокосные системы. 2016. № 16. Ст. 9.

4. Завьялова Н.Е., Васбиева М.Т., Фомин Д.С. Микробная биомасса, дыхательная активность и азотфиксация в дерново-подзолистой почве Предуралья при различном сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. 2020. № 3. С. 372-378. DOI: 10.31857/S0032180X20030120.

5. Казакова Н.А. Функциональное биоразнообразие почвенных микроорганизмов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2009. № 1 (8). С. 27-29.

6. Максимова Ю.Г., Щетко В.А., Максимов А.Ю. Полимерные гидрогели в сельском хозяйстве (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2023. Т. 58, № 1. С. 23-42. DOI: 10.15389/agrobiology.2023.1.23rus.

7. Хазиев Ф.Х. Функциональная роль ферментов в почвенных процессах // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2015. Т. 20, № 2 (78). С. 14-24.

8. Anderson J.P.E., Domsch K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil Biol. Biochem. 1978. Vol. 10, no. 3. P. 215–221. DOI: 10.1016/0038-0717(78)90099-8.

9. Oksińska M.P., Magnucka E.G., Lejcuś K., Jakubiak-Marcinkowska A., Ronka S., Trochimczuk A.W., Pietr S.J. Colonization and biodegradation of the cross-linked potassium polyacrylate component of water absorbing geocomposite by soil microorganisms // Applied Soil Ecology. 2019. Vol. 133. P. 114-123. DOI: 10.1016/j.apsoil.2018.09.014.

10. Sojka R.E., Bjorneberg D.L., Entry J.A., Lentz R.D., Orts W.J. Polyacrylamide in agriculture and environmental land management // Advances in agronomy. 2007. Vol. 92. P. 75-162. DOI: 10.1016/S0065-2113(04)92002-0.

11. Stahl J.D., Cameron M.D., Haselbach J., Aust S.D. Biodegradation of superabsorbent polymers in soil // Environmental Science and Pollution Research. 2000. Vol. 7. P. 83-88. DOI: 10.1065/espr199912.014.

12. Wilske B., Bai M., Lindenstruth B., Bach M., Rezaie Z., Frede H.G., Breuer L. Biodegradability of a polyacrylate superabsorbent in agricultural soil // Environmental Science and Pollution Research. 2014. Vol. 21. P. 9453-9460. DOI: 10.1007/s11356-013-2103-1.