vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestiag-238Research ArticleЗЕМЛЯРОБСТВА І РАСЛІНАВОДСТВAAGRICULTURE AND PLANT CULTIVATIONАГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КИСЛОРОДНОГО СОСТОЯНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ПАХОТНЫХ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ АТМОСФЕРНОГО УВЛАЖНЕНИЯAGROECOLOGICAL ASPECTS OF OXYGEN STATE OF MINERAL ARABLE SOILS IN CONDITIONS OF ATMOSPHERIC HUMIDIFICATIONОстровскийЯ.OstrowskiJ.

докт. с.-х. наук, проф.

D.Sc. (Agricultural), Professor

j.ostrowski@itp.edu.plИнститут технологических и естественных наук ФалентыInstitute for Technology and Natural Sciences201702082017035059Copyright © Островский Я., 20172017Островский Я.Ostrowski J.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/238

Представлены результаты исследования параметров окислительно-восстановительной устойчивости пахотных почв Польши и чувствительности различных их видов к гидрооксигенной деградации. Показано, что важным свойством почв является их окислительно-восстановительная устойчивость, выраженная двумя темпоральными показателями t 400 и t 300, измеряемыми временем удерживания Eh на уровне +400 мВ (восстановление нитратов) и +300 мВ (восстановление окислов трехвалентного железа). Эти окислительно-восстановительные реакции выполняют роль буфера, замедляющего переход переувлажненных почв в состояние аноксии, а участвующие в них окислы являются натуральными аккумуляторами кислорода в почвенной среде. Для условий промывного водного режима построена модель параметризации гидрооксигенных условий этих почв с учетом соотношения между этими показателями и гидрофизическими свойствами пахотных почв. Представлены некоторые результаты обследований минеральных пахотных почв Польши, характеризующие их гидрооксигенные условия. Так, усредненные показатели t 400 для почв с температурой +20 °С в пахотном слое колеблются от< 1 до 1,5 дня, в подпахотном – от< 1 до 3 дней, в подпочвенном – от< 1 до 5 дней; для t 300 – 0,5–4,5, 1,0–9,0, 1,0–12,0 дня соответственно. Для Tppw в пахотном слое они достигают 3,0–4,5 дня, в подпахотном – 3,0–8,0 дня, а в подпочвенном – 4,0–19,5 дня [4]. Приведенные параметры используются для совершенствования калибровки осушительных дренажных систем с учетом потребности корректировки кислородного состояния пахотных почв с промывным водным режимом. В выводах обращено внимание на целесообразность углубления знаний относительно кислородного режима минеральных пахотных почв, его агроэкологического значения и мелиоративной корректировки. Эта корректировка должна соответствовать модифицированной парадигме осушительных мелиораций, которая означает, что непосредственной причиной ограничения жизнедеятельности растений и почвенной биоты является недостаток кислорода, а не излишек воды в почве. Агроэкологической составляющей мелиоративной регулировки кислородного режима пахотных почв является возможность их охраны от потерь потенциала плодородия, которыми являются нитраты, а также оксиды железа – натуральные аккумуляторы кислорода в почвенной среде, предохраняющие ее в условиях переувлажнения от состояния аноксии. 

Results of study of oxidation-reduction stability parameters of arable soils in Poland and sensitivity of various kinds of these soils to hydro-oxygen degradation are presented in the article. It is shown that oxidation-reduction stability, expressed by two temporal values t 400 and t 300 is an important property, measured by retention time Eh at the level of +400 mV (nitrate reduction) and +300 mV (ferric oxide reduction). These redox reactions perform as a buffer that slows the transition of waterlogged soils into anoxic state, and the oxides involved are natural accumulators of oxygen in soil environment. A model of parametrization of hydro-oxygen conditions of these soils has been created for conditions of washing water regime, taking into account correlation between these indicators and hydrophysical properties of arable soils. Some results of surveys of mineral arable soils in Poland are presented, characterizing the hydro-oxygenic conditions of soil. Thus, the average values of t 400 for soils with a temperature of +20 °C in the arable layer range from<1 to 1.5 days, in the sub-arable layer – from<1 to 3 days, in the subsoil – from<1 to 5 days; for t 300 – 0.5–4.5, 1.0–9.0, 1.0–12.0 days, respectively. For Tppw in the arable layer they reach 2.5–4.5 days, in the sub-arable layer – 3.0–8.0 days, and in the subsoil – 4.0–19.5 days [4]. The presented values are used to improve the calibration of drainage systems, taking into account the arable soils oxygen state adjustment with washing water regime. In conclusions the attention is paid to advisability of deepening knowledge of the oxygen regime of mineral arable soils, its agroecological significance and land reclamation. This adjustment should correspond to the modified paradigm of drainage reclamation, which means that the direct cause of the restriction of the vital activity of plants and soil biota is a lack of oxygen, but not the water excess in soil. Agroecological composite element of meliorative adjustment of oxygen regime of arable soils is the possibility of the soils protection from loss of fertility potential, which are nitrates, and also iron oxides – the natural accumulators of oxygen in soil environment, protecting it from anoxia in conditions of waterlogging. 

кислородный режим почваноксия почвокислительно-восстановительный потенциалокислительно-восстановительная устойчивость почввосстановление нитратовосушительный режим почвsoil oxygen regimesoil anoxiaoxidation-reduction potentialoxidation-reduction stability of soilsreduction of nitratessoil drainage regimeReferencesOxygenology in outline / W. Stępniewski [et al.]. – Lublin : Inst. of Agrophysics of the Pol. Acad. of Sciences, 2005. – 121 p.Stępniewski W., Stępniewska Z., Bennicelli R.P., Gliński J. Oxygenology in outline. Lublin, Institute of Agrophysics of the Polish Academy of Sciences, 2005. – 121 p.Gliński, J. Pobieranie tlenu i wydzielanie dwutlenku wegla w środowisku glebowym / J. Gliński, W. Stępniewski, S. Łabuda. – Wroclaw : Zakł. Nar. im. Ossolińskich, 1983. – 72 s. – (Problemy Agrofizyki ; N 39).Gliński J., Stępniewski W., Łabuda S. Pobieranie tlenu i wydzielanie dwutlenku wegla w środowisku glebowym. Wroclaw, Zakład Narodowy im. Ossolińskich, 1983. 72 p.Znaczenie warunków tlenowych w programach melioracyjnych / J. Gliński [et al.] // Problemy agrofizyki / Pol. Akad. Nauk, Inst. Agrofizyki. – Wroclaw, 1992. – N 67. – S. 65–84.Gliński J., Stępniewska Z., Stęniewski W., Ostrowski J. Znaczenie warunków tlenowych w programach melioracyjnych. Problemy Agrofizyki. Wroclaw, 1992, N 67, pp. 65–84.Ostrowski, J. Ocena i kartograficzna prezentacja wrażliwości gleb ornych na hydrooksygeniczną degradację / J. Ostrowski, C. Sławiński, R. Walczak // Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie / Inst. Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach. – Falenty, 2004. – T. 4, z. 2a. – S. 185–200.Ostrowski J., Sławiński C., Walczak R. Ocena i kartograficzna prezentacja wrażliwości gleb ornych na hydrooksygeniczną degradację. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Falenty, 2004, vol. 4, N 2a, pp. 185–200.Ostrowski, J. Glebowo-wodne uwarunkowania i bilansowanie przestrzennych potrzeb melioracji gruntów ornych z zastosowaniem techniki komputerowej = Soil and water determinants and balancing spatial requirements for arable land reclamation with the use of computer technique / J. Ostrowski ; Inst. Technologiczno-Przyrodniczy. – Falenty : Wydaw. ITP, 2016. – 173 s. – (Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Rozprawy naukowe i monografie ; N 42).Ostrowski J. Glebowo-wodne uwarunkowania i bilansowanie przestrzennych potrzeb melioracji gruntów ornych z zastosowaniem techniki komputerowej. Falenty, Wydawnictwo ITP, 2016. 173 p.Кауричев, И. С. Типы окислительно-восстановительного режима почв / И. С. Кауричев // Почвоведение. – 1979. – № 3. – С. 35–45.Kaurichev I.S. Tipy okislitel’no-vosstanovitel’nogo rezhima pochv [Types of redox regime of soils]. Pochvovedenie [Soil Science], 1979, no. 3, pp. 35–45. (In Russian).Stępniewska, Z. Właściwości oksydoredukcyjne gleb ornych Polski / Z. Stępniewska / // Problemy Agrofizyki. – 1988. – N 56. – 124 с.Stępniewska, Z. Właściwości oksydoredukcyjne gleb ornych Polski / Z. Stępniewska // Problemy Agrofizyki. – 1988. – N 56. – 124 с.Агрономическая оценка окислительно-восстановительного состояния почв / В. И. Савич [и др.] // Почвоведение. – 2004. – № 6. – С. 702–712.Savich V.I., Kaurichev I.S., Shishov L.L., Nikol’skiy Yu.N., Romanchik E.A. Agronomicheskaya otsenka oki slitel’no-vosstanovitel’nogo sostoyaniya pochv [Agronomical assessment of the oxidation-reduction state of soils]. Pochvovedenie [Soil Science], 2004, no. 6, pp. 702–712. (In Russian).Oxydation-reduction (redox) properties of soils / J. Gliński [et al.]. – Lublin : Pol. Acad. of Sciences Press, Branch in Lublin, 2012. – 127 p.Gliński J., Stępniewska Z., Stępniewski W., Banach A. Oxydation-reduction (redox) properties of soils. Lublin, Polish Academy of Sciences Press, Branch in Lublin, 2012. 127 p.Ostrowski, J. Nadmiary wody opadowej i niedotlenienie gleb ornych Polski = Excess rainwater and hypoxia of arable soils in Poland / J. Ostrowski, L. Łabędzki ; Inst. Technologiczno-Przyrodniczy. – Falenty : Wydaw. ITP, 2016. – 121 s. – (Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Rozprawy naukowe i monografie ; N 43).Ostrowski J., Łabędzki L. Nadmiary wody opadowej i niedotlenienie gleb ornych Polski. Falenty, Wydawnictwo ITP, 2016. 121 p.Denitrification rate in soils as affected by their redox potential / Z. Stępniewska [et al.] // J. of Water a. Land Development. – 2000. – N 4. – P. 163–173.Stępniewska Z., Bennicelli R.P., Weiss U., Włodarczyk T., Stahr K. Denitrification rate in soils as affected by their redox potential. Journal of Water and Land Development, 2000, no. 4, pp. 163–173.Островски, Я. Поведение нитратов в условиях временного переувлажнения, нарушающего кислородный режим минеральных пахотных почв Польши / Я. Островски // Системы интенсификации земледелия и биотехнологии как основа инновационной модернизации аграрного производства / Владмир. науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва ; редкол. : Л. И. Ильин [и др.]. – Суздаль, 2016. – С. 143–155.Ostrovski Ya. Povedenie nitratov v usloviyakh vremennogo pereuvlazhneniya, narushayushchego kislorodnyy re-zhim mineral’nykh pakhotnykh pochv Pol’shi [The behavior of nitrates in conditions of temporary waterlogging, which disturbs the oxygen regime of Poland’s mineral soils]. Sistemy intensifikatsii zemledeliya i biotekhnologii kak osnova innovatsionnoy modernizatsii agrarnogo proizvodstva [Systems of intensification of agriculture and biotechnology as a basis for innovative modernization of agricultural production]. Suzdal, 2016, pp. 143–155. (In Russian).Ревут, И. Б. Физика почв / И. Б. Ревут. – Л. : Колос, 1964. – 319 с.Revut I.B. Fizika pochv [Physics of soils]. Leningrad, Kolos Publ., 1964. 319 p. (In Russian).Atlas oksydoredukcyjnych właściwości gleb ornych Polski / Z. Stępniewska [et al.] ; Inst. Agrofizyki Pol. Akad. Nauk w Lublinie, Inst. Melioracji i Użytków Zielonych. – Lublin ; Falenty : IA PAN, IMUZ, 1997. – 11 s.Stępniewska Z., Stępniewski W., Gliński J., Ostrowski J. Atlas oksydoredukcyjnych właściwości gleb ornych Polski. Lublin, Falenty, IA PAN, IMUZ, 1997. 11 p.Gliński, J. Wskaźnik odporności gleb na redukcję / J. Gliński, Z. Stępniewska // Zeszyty problemowe postępów nauk rolniczych / Pol. Akad. Nauk, Wydz. Nauk Rol., Lesnych i Weterynaryjnych. – Warszawa, 1986. – Z. 315 : Agrofizyczne wlasciwosci srodowiska glebowego. – S. 81–94.Gliński J., Stępniewska Z. Wskaźnik odporności gleb na redukcję. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Warszawa, 1986, no. 315, pp. 81–94.Ostrowski, J. Badania i ocena warunków glebowo-przyrodniczych dla potrzeb melioracji gruntów ornych / J. Ostrowski // Biblioteczka “Wiadom. IMUZ” / Inst. Melioracji i Uzytkow Zielonych. – Falenty, 1976. – N 52. – S. 55–124.Ostrowski J. Badania i ocena warunków glebowo-przyrodniczych dla potrzeb melioracji gruntów ornych. Biblioteczka “Wiadomości IMUZ”. Falenty, 1976, no. 52, pp. 55–124.Bank próbek glebowych reprezentujących gleby mineralne Polski / J. Gliński [et al.]. – Wroclaw : Zakł. Nar. im. Ossolińskich, 1991. – 61 s. – (Problemy Agrofizyki ; N 66).Gliński J., Ostrowski J., Stępniewska Z., Stęniewski W. Bank próbek glebowych reprezentujących gleby mineralne Polski. Wroclaw, Zakład Narodowy im. Ossolińskich, 1991. 61 p.Hydrophysical Characteristics of Mineral Arable Soil of Poland / R. Walczak [et al.] // Acta Agrophysica. – 2002. – N 79. – S. 1–64.Walczak R., Ostrowski J., Witkowska-Walczak B., Sławiński C. Hydrofizyczne charakterystyki mineralnych gleb ornych Polski. Acta Agrophysica, 2002, no. 79, pp. 1–64.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.