ОЦІНКА ВПЛИВУ ПОКРИВНИХ КУЛЬТУР НА ПАРАМЕТРИ БІОЛОГІЧНОГО ЗДОРОВ'Я ТЕМНО-СІРИХ ЛІСОВИХ ҐРУНТІВ У СИСТЕМІ NO-TILL
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2026.01.133Ключові слова:
No-till, покривні культури, темно-сірий лісовий ґрунт, азотний режим, щільність складення, біологічна активність ґрунту, дощові черви, ґрунтова структура, біопористість, ґрунтова родючість, Прут-Дністровське межиріччяАнотація
Досліджено вплив покривних культур у системі No-till на агрохімічні, агрофізичні та біологічні параметри темно-сірого лісового ґрунту в умовах Прут-Дністровського межиріччя. Оцінку проведено за показниками поживного режиму, щільності складення, інтенсивності мікробіологічної деструкції органічних решток та чисельності ґрунтової мезофауни. Встановлено, що покривні культури формують різноспрямовані, але взаємно узгоджені ефекти у межах ґрунтової системи: бобові компоненти переважно визначають інтенсифікацію азотного циклу, тоді як злакові та хрестоцвіті (капустяні) культури модифікують фізичну архітектоніку орного шару через розвиток кореневої біопористості.
Найвищу вираженість інтегральних змін зафіксовано у варіантах із люпином, житом та редькою олійною, де спостерігалося одночасне зниження щільності складення, підвищення інтенсивності розкладу органічної речовини та зростання біологічної активності ґрунту. Отримані результати інтерпретуються як прояви перебудови функціональних контурів ґрунтової родючості, пов’язаних із балансом між органічним вуглецем, азотом та активністю ґрунтових біоценозів.
Посилання
1. Herenchuk, K. I. (1978). Pryroda Chernivetskoi oblasti [Nature of the Chernivtsi region]. Vyshcha shkola. (In Ukrainian)
2. Kynal, O. (2006). Klimat skhidnoi chastyny Prut-Dnistrovskoho mezhyrichchia (v mezhakh Chernivetskoi oblasti) [Climate of the eastern part of the Prut-Dniester interfluve (within the Chernivtsi region)]. Naukovyi visnyk Chernivetskoho universytetu [Scientific Bulletin of Chernivtsi University], (305), 197–205. (In Ukrainian)
3. Nazarenko, I. I., Polchyna, S. M., & Nikorych, V. A. (2008). Gruntoznavstvo [Soil Science] (3rd ed.). Knyhy-XXI. (In Ukrainian)
4. Polchyna, S. M. (2005). Grunty Chernivetskoi oblasti: Navchalnyi posibnyk [Soils of the Chernivtsi region: A study guide]. Ruta. (In Ukrainian).
5. Metodyka ahrokhimichnoi pasportyzatsii zemel silskohospodarskoho pryznachennia [Methodology of agrochemical certification of agricultural lands]. VIESKH. (In Ukrainian)
6. Polchyna, S. M., & Varhol, O. V. (2009). Populiarni metody analizu gruntiv: Metodychni rekomendatsii do kursovykh i kvalifikatsiinykh robit [Popular methods of soil analysis: Methodological recommendations for coursework and qualification papers]. Ruta. (In Ukrainian)
7. Basche, A.D., Kaspar, T.C., Archontoulis, S.V., Jaynes, D.B., Sauer, T.J., Parkin, T.B. and Miguez, F.E. (2016) Soil Water Improvements with the Long-Term Use of a Winter Rye Cover Crop. Agricultural Water Management, 172, 40-50. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.04.006
8. Bayer, C., Mielniczuk, J., Amado, T.J., Martin-Neto, L. and Fernandes, S.V. (2000) Organic Matter Storage in a Sandy Clay Loam Acrisol Affected by Tillage and Cropping Systems in Southern Brazil. Soil and Tillage Research, 54, 101-109. https://doi.org/10.1016/S0167-1987(00)00090-8
9. Bouché, M. B. (1992). Earthworm species and ecotoxicological studies. Ecotoxicology of earthworms, 1, 269.
10. Dane, J. H., et al. Topp, C. G. (Eds.). (2020). Methods of soil analysis, Part 4: Physical methods (Vol. 20). John Wiley et al. Sons.
11. Galvez, L., Douds, D., Wagoner, P., Longnecker, L., Drinkwater, L. and Janke, R. (1995) An Overwintering Cover Crop Increases Inoculum of VAM Fungi in Agricultural Soil. American Journal of Alternative Agriculture, 10, 152-156. https://doi.org/10.1017/S0889189300006391
12. De Baets, S., Poesen, J., Meersmans, J. and Serlet, L. (2011) Cover Crops and Their Erosion-Reducing Effects during Concentrated Flow Erosion. Catena, 85, 237-244. https://doi.org/10.1016/j.catena.2011.01.009
13. Finney, D., Buyer, J. and Kaye, J. (2017) Living Cover Crops Have Immediate Impacts on Soil Microbial Community Structure and Function. Journal of Soil and Water Conservation, 72, 361-373. https://doi.org/10.2489/jswc.72.4.361
14. Joyce, B.A., Wallender, W.W., Mitchell, J.P., Huyck, L.M., Temple, S.R., Brostrom, P. and Hsiao, T.C. (2002) Infiltration and Soil Water Storage under Winter Cover Cropping in California’s Sacramento Valley. Transactions of the ASAE, 45, 315-326. https://doi.org/10.13031/2013.8526
15. Kaspar, T.C., Kladivko, E.J., Singer, J.W., Morse, S. and Mutch, D.R. (2008) Chapter 10. Potential and Limitations of Cover Crops, Living Mulches, and Perennials to Reduce Nutrient Losses to Water Sources from Agricultural Fields in the Upper Mississippi River Basin. In: UMRSHNC (Upper Mississippi River Sub-Basin Hypoxia Nutrient Committee, Eds., Final Report: Gulf Hypoxia and Local Water Quality Concerns Workshop, American Society of Agricultural and Biological Engineers, St. Joseph, MI, 127-148.
16. Kaye, J.P. and Quemada, M. (2017) Using Cover Crops to Mitigate and Adapt to Climate Change. A Review. Agronomy for Sustainable Development, 37, 4. https://doi.org/10.1007/s13593-016-0410-x
17. Kim, N., Zabaloy, M.C., Guan, K. and Villamil, M.B. (2020) Do Cover Crops Benefit Soil Microbiome? A Meta-Analysis of Current Research. Soil Biology and Biochemistry, 142, 107701. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2019.107701
18. Korucu, T., Shipitalo, M.J. and Kaspar, T.C. (2018) Rye Cover Crop Increases Earthworm Populations and Reduces Losses of Broadcast, Fall-Applied, Fertilizers in Surface Runoff. Soil and Tillage Research, 180, 99-106. https://doi.org/10.1016/j.still.2018.03.004
19. Krechetov P.P, Sharapova A.V, Semenkov I.N, Koroleva T.V. Protocol of conjugate evaluation of the biological activity of soils in terms of cellulolytic activity and biological consumption of oxygen. MethodsX. 2022 Sep 6;9:101841. https://doi.org/10.1016/j.mex.2022.101841
20. Lal, R. (2004) Soil Carbon Sequestration to Mitigate Climate Change. Geoderma, 123, 1-22. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2004.01.032
21. Ladha, J., Khind, C., Gupta, R., Meelu, O. and Pasuquin, E. (2004) Long-Term Effects of Organic Inputs on Yield and Soil Fertility in the Rice-Wheat Rotation. Soil Science Society of America Journal, 68, 845-853.
22. Larkin, R.P., Honeycutt, C.W., Olanya, O.M., Halloran, J.M. and He, Z. (2012) Impacts of Crop Rotation and Irrigation on Soilborne Diseases and Soil Microbial Communities. In: He, Z., Larkin, R. and Honeycutt, W., Eds., Sustainable Potato Production: Global Case Studies, Springer, Dordrecht, 23-41. https://doi.org/10.1007/978-94-007-4104-1_2
23. Lu, Y.-C., Watkins, K.B., Teasdale, J.R. and Abdul-Baki, A.A. (2000) Cover Crops in Sustainable Food Production. Food Reviews International, 16, 121-157. https://doi.org/10.1081/FRI-100100285
24. McCracken, D.V., Smith, M.S., Grove, J.H., Blevins, R.L. and MacKown, C.T. (1994) Nitrate Leaching as Influenced by Cover Cropping and Nitrogen Source. Soil Science Society of America Journal, 58, 1476-1483. https://doi.org/10.2136/sssaj1994.03615995005800050029x
25. Meisinger, J., Hargrove, W., Mikkelsen, R., Williams, J. and Benson, V. (1991) Effects of Cover Crops on Groundwater Quality. In: Cover Crops for Clean Water, 57-68.
26. Pinheiro, E., Pereira, M., Anjos, L. and Machado, P. (2004) Densimetric Fractionation of Organic Matter in Soil under Different Tillage and Vegetation Cover in Paty do Alferes, State of Rio de Janeiro (Brazil). Revista Brasileira de Ciência do Solo, 28, 731-737. https://doi.org/10.1590/S0100-06832004000400013
27. Poeplau, C., Don, A., Vesterdal, L., Leifeld, J., Van Wesemael, B., Schumacher, J. and Gensior, A. (2011) Temporal Dynamics of Soil Organic Carbon after Land-Use Change in the Temperate Zone-Carbon Response Functions as a Model Approach. Global Change Biology, 17, 2415-2427. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2011.02408.x
28. Poeplau, C. and Don, A. (2015) Carbon Sequestration in Agricultural Soils via Cultivation of Cover Crops–A Meta-Analysis. Agriculture, Ecosystems et al. Environment, 200, 33-41. https://doi.org/10.1016/j.agee.2014.10.024
29. Roarty, S., Hackett, R.A. and Schmidt, O. (2017) Earthworm Populations in Twelve Cover Crop and Weed Management Combinations. Applied Soil Ecology, 114, 142-151. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.02.001
30. Romdhane, S., Spor, A., Busset, H., Falchetto, L., Martin, J., Bizouard, F., Bru, D., Breuil, M.-C., Philippot, L. and Cordeau, S. (2019) Cover Crop Management Practices Rather Than Composition of Cover Crop Mixtures Affect Bacterial Communities in No-Till Agroecosystems. Frontiers in Microbiology, 10, 1618. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01618
31. Sainju, U.M., Singh, B.P., Whitehead, W.F. and Wang, S. (2006) Carbon Supply and Storage in Tilled and Nontilled Soils as Influenced by Cover Crops and Nitrogen Fertilization. Journal of Environmental Quality, 35, 1507-1517. https://doi.org/10.2134/jeq2005.0189
32. Schmidt, R., Mitchell, J. and Scow, K. (2019) Cover Cropping and No-Till Increase Diversity and Symbiotroph:Saprotroph Ratios of Soil Fungal Communities. Soil Biology and Biochemistry, 129, 99–109. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.11.010
33. Sharma, V., Irmak, S., et al. Padhi, J. (2018). Effects of cover crops on soil quality: Part II. Soil exchangeable bases (potassium, magnesium, sodium, and calcium), cation exchange capacity, and soil micronutrients (zinc, manganese, iron, copper, and boron). Journal of Soil and Water Conservation, 73(6), 652-668. https://doi.org/10.2489/jswc.73.6.652
34. Teasdale, J.R. and Shirley, D.W. (1998) Influence of Herbicide Application Timing on Corn Production in a Hairy Vetch Cover Crop. Journal of Production Agriculture, 11, 121-125. https://doi.org/10.2134/jpa1998.0121
35. Zablotowicz, R.M., Locke, M.A. and Gaston, L.A. (2007) Tillage and Cover Effects on Soil Microbial Properties and Fluometuron Degradation. Biology and Fertility of Soils, 44, 27-35. https://doi.org/10.1007/s00374-007-0175-0
36. Weerasekara, C. S., Udawatta, R. P., Gantzer, C. J., Kremer, R. J., Jose, S., & Veum, K. S. (2017). Effects of cover crops on soil quality: selected chemical and biological parameters. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 48(17), 2074-2082. https://doi.org/10.1080/00103624.2017.1406103
