ВПЛИВ ЛІСОНАСАДЖЕНЬ ROBINIA PSEUDOACACIA L. ТА QUERCUS ROBUR L. НА СКЛАД ТА ВОДОСТІЙКІСТЬ АГРЕГАТІВ ЧОРНОЗЕМІВ ПІВДЕННИХ
Ключові слова:
агрегатний склад, водостійкість агрегатів, фракція, коефіцієнт структурності, лісові насадження, чорнозем південний.
Анотація
Наведено результати дослідження впливу лісових насаджень на структурно-агрегатний склад чорноземів південних. Ґрунтові зразки відібрано з зональних чорноземів південних, а також чорноземів південних під насадженнями R. pseudoacacia та Q. robur, поблизу м. Зеленодольська (Криворізький р-н, Дніпропетровська обл.). Вивчення складу та водостійкості агрегатів чорноземів південних під різними типами рослинності виконували за методом М.І. Савинова, використовуючи фракціонування ґрунту у повітряно-сухому стані та у воді. Зростання насаджень R. pseudoacacia та Q. robur на чорноземах південних призвело до збільшення в них вмісту агрегатів фракцій 5–7, 3–5, 2–3 мм та зменшення вмісту агрегатів фракцій 0,5–1, 0,25–0,5 та <0,25 мм порівняно з зональним чорноземом південним. Встановлено, що вплив насадження R. pseudoacacia на зміни вмісту в чорноземах південних агрегатів фракцій 7–10, 5–7, 2–3 та <0,25 мм відрізняється від впливу насадження Q. robur. За розміром виділено 3 споріднені групи агрегатів: більше 5 мм, від 2 до 5 мм та менше 2 мм. Вплив насаджень на чорноземи південні зумовив збільшення в них вмісту водостійких агрегатів фракцій 2–3, 1–2 та 0,5–1 мм та одночасне зменшення вмісту водостійких агрегатів фракції <0,25 мм порівняно з зональними чорноземами південними. Встановлена спорідненість водостійких агрегатів фракцій від 1 до >5 мм в чорноземах південних під степовою рослинністю та насадженням R. pseudoacacia та їх відмінність від подібних фракцій в чорноземі південному під насадженням Q. robur. Водостійкі агрегати фракцій від <0,25 до 1 мм в чорноземах південних є спорідненими незалежно від типу рослинності, яка зростає на них. Найбільш значні зміни в структурно-агрегатному складі чорноземів південних, які викликані зростанням лісових насаджень, властиві їхнім верхнім генетичним горизонтам Н1. Отримані результати досліджень свідчать, що насадження Q. robur характеризується більш вираженим позитивним впливом на склад та водостійкість чорноземів південних порівняно з насадженням R. pseudoacacia. Виявлені особливості структурно-агрегатного складу чорноземів південних та його зміни під впливом лісових насаджень в умовах степової зони України можуть бути використанні при розробці практичних заходів щодо збереження та відновлення родючості та екологічного стану цих ґрунтів.
Посилання
1. Ayoubi, S., Mirbagheri, Z., & Mosaddeghi, M. R. (2020). Soil organic carbon physical fractions and aggregate stability influenced by land use in humid region of northern Iran. International Agrophysics, 34(3), 343–353. doi: 10.31545/intagr/125620.
2. Boix-Fayos, C., Calvo-Cases, A., Imeson, A. C., & Soriano-Soto, M. D. (2001). Influence of soil properties on the aggregation of some Mediterranean soils and the use of aggregate size and stability as land degradation indicators. Catena, 44(1), 47–67. doi: 10.1016/s0341-8162(00)00176-4.
3. Bulygin, S. Yu., & Lisetskii, F. N. (1996). Aggregate composition of soils, its assessment and monitoring. Eurasian Soil Science, 29(6), 707–711.
4. Cheng, Y., Xu, G., Wang, X., Li, P., Dang, X., Jiang, W., Ma, T., Wang, B., Gu, F., & Li, Z. (2023). Contribution of soil aggregate particle size to organic carbon and the effect of land use on its distribution in a typical small watershed on Loess Plateau, China. Ecological Indicators, 155, 110988. doi: 10.1016/j.ecolind.2023.110988.
5. Davari, M., Gholami, L., Nabiollahi, K., Homaee, M., & Jafari, H. J. (2020). Deforestation and cultivation of sparse forest impacts on soil quality (case study: West Iran, Baneh). Soil and Tillage Research, 198, 104504. doi: 10.1016/j.still.2019.104504.
6. Dehtiarov, V. V. (2011). Humus chornozemiv livoberezhnoho Lisostepu i Stepu Ukrainy [Humus of chernozems of the left-bank forest-steppe and steppe of Ukraine]. Maidan, Kharkiv, 360 (in Ukrainian).
7. Desyatnik, K. O. (2015). Rol kaltsiiu v optymizatsii pokaznykiv rodiuchosti ta umov isnuvannia pedobiontiv u chornozemi opidzolenomu [Role of calcium in optimization of fertility parameters and conditions of pedobiont existence in chernozems podzolized]. Gruntoznavstvo, 16(1–2), 52–59 (in Ukrainian). doi: 10.15421/041505.
8. Dorji, T., Field, D. J., & Odeh, I. O. A. (2019). Soil aggregate stability and aggregate‐associated organic carbon under different land use or land cover types. Soil Use and Management, 36(2), 308–319. doi: 10.1111/sum.12549.
9. Dou, Y., Yang, Y., An, S., & Zhu, Z. (2020). Effects of different vegetation restoration measures on soil aggregate stability and erodibility on the Loess Plateau, China. Catena, 185, 104294. doi: 10.1016/j.catena.2019.104294.
10. Emadi, M., Emadi, M., Bagherneja, M., Fathi, H., & Saffari, M. (2008). Effect of Land Use Change on Selected Soil Physical and Chemical Properties in North Highlands of Iran. Journal of Applied Sciences, 8(3), 496–502. doi: 10.3923/jas.2008.496.502.
11. Gao, Y., & Yang, P. (2023). Temporal and spatial distribution of soil water repellency in grassland soils and its relation to soil moisture, hydrophobic matter, and particle size. Science of The Total Environment, 904, 166700. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.166700.
12. Gholoubi, A., Emami, H., & Caldwell, T. (2019). Deforestation effects on soil aggregate stability quantified by the high energy moisture characteristic method. Geoderma, 355, 113919. doi: 10.1016/j.geoderma.2019.113919.
13. Gorban, V. A., & Boloban, A. O. (2019). Osoblyvosti strukturno-ahrehatnoho skladu chornozemiv zvychainykh pid stepovoiu ta lisovoiu roslynnistiu [Features of the structural-aggregate composition of ordinary chernozems under the steppe and forest vegetation]. Ecology and Noospherology, 30(2), 74–79 (in Ukrainian). doi: 10.15421/031913.
14. Gorban, V., Huslystyi, A., Kotovych, O., & Yakovenko, V. (2020). Changes in Physical and Chemical Properties of Calcic Chernozem Affected by Robinia pseudoacacia and Quercus robur Plantings. Ekológia (Bratislava), 39(1), 27–44. doi: 10.2478/eko-2020-0003.
15. Hong, Z., Wen, Y., Liu, Y., Tong, X., Yan, L., Li, H., Xu, Z., & Tan, B. (2021). Characteristics of soil water stable aggregates in different colored-leaf forests in subalpine western Sichuan. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology, 27(3), 601– 607. doi: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2020.02020.
16. Horn, R., Taubner, H., Wuttke, M., & Baumgartl, T. (1994). Soil physical properties related to soil structure. Soil and Tillage Research, 30(2–4), 187–216. doi: 10.1016/0167-1987(94)90005-1.
17. Ivanko, I. A. (2016). Ekolohichna rol svitlovoi struktury u formuvanni shtuchnykh lisovykh nasadzhen u stepovii zoni Ukrainy [The ecological role of light structure in the formation of artificial forest plantations in the steppe zone of Ukraine]. Bioheotsenolohichni doslidzhennia lisiv stepovoi zony Ukrainy. Svidler A.L., Dnipro, 155–171 (in Ukrainian).
18. Jiang, W., Li, Z., Xie, H., Ouyang, K., Yuan, H., & Duan, L. (2023). Land use change impacts on red slate soil aggregates and associated organic carbon in diverse soil layers in subtropical China. Science of The Total Environment, 856, 159194. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.159194.
19. Kong, T., Liu, B., Henderson, M., Zhou, W., Su, Y., Wang, S., Wang, L., & Wang, G. (2022). Effects of Shelterbelt Transformation on Soil Aggregates Characterization and Erodibility in China Black Soil Farmland. Agriculture, 12(11), 1917. doi: 10.3390/agriculture12111917.
20. Li, C., Cao, Z., Chang, J., Zhang, Y., Zhu, G., Zong, N., He, Y., Zhang, J., & He, N. (2017). Elevational gradient affect functional fractions of soil organic carbon and aggregates stability in a Tibetan alpine meadow. Catena, 156, 139–148. doi: 10.1016/j.catena.2017.04.007.
21. Luo, T., Xia, L., Xia, D., Liu, W., Xu, Y., He, Z., & Xu, W. (2023). Impact of typical land use type on the stability and content of carbon and nitrogen of soil aggregates in western Hubei. Ecosphere, 14(12), e4736. doi: 10.1002/ecs2.4736.
22. Medvedev, V. V. (2009). Struktura gruntu yak ekolohichnyi chynnyk [Soil structure as an ecological factor ]. Visnyk KhNAU. Hruntoznavstvo, 3, 14–20 (in Ukrainian).
23. Medvedev, V. V., Bulyhin, S. Yu., & Vitvitskyi, S. V. (2018). Fizyka gruntu [Soil physics]. NUBiP, K., 289 (in Ukrainian).
24. Polláková, N., Šimanský, V., & Jonczak, J. (2017). Characteristics of physical properties in soil profiles under selected introduced trees in the Nature Reserve Arboretum Mlyňany, Slovakia. Folia Oecologica, 44(2), 78–86. doi: 10.1515/foecol-2017-0010.
25. Šimanský, V. (2015). Dynamics of soil structure parameters in loamy soils of Slovakia. Soil Forming Factors and Processes from the Temperate Zone, 14, 1–8. doi: 10.15551/FPPZT.V14I1.515.
26. Wang, B., Zhao, X., Liu, Y., Fang, Y., Ma, R., Yu, Q., & An, S. (2019). Using soil aggregate stability and erodibility to evaluate the sustainability of large-scale afforestation of Robinia pseudoacacia and Caragana korshinskii in the Loess Plateau. Forest Ecology and Management, 450, 117491. doi: 10.1016/j.foreco.2019.117491.
27. Wang, Y., Chen, L., Qu, M., Duan, W., Wang, Z., Tian, Z., & Yang, W. (2023). Response of Soil Aggregate Composition and Stability to Secondary Succession and Plantation of a Broad-Leaved Korean Pine Forest after Clear-Cutting and Its Causes. Forests, 14(10), 2010. doi: 10.3390/f14102010.
28. Xiao, L., Huang, Y., Zhao, J., Zhou, J., & Abbas, F. (2021). Effects of planting structure on soil water-stable aggregates, microbial biomass and enzyme activity in a catchment of Loess Plateau terraces, China. Applied Soil Ecology, 159, 103819. doi: 10.1016/j.apsoil.2020.103819.
29. Yakovenko, V. M., & Bilova N. A. (2018). Biohenne mikrostrukturoutvorennia lisovykh hruntiv stepovoi zony Ukrainy [Biogenic microstructuring of forest soils of the steppe zone of Ukraine]. Serdiuk T.K., Dnipro, 204 (in Ukrainian).
30. Yakuba, M. S., & Gorban, V. A. (2021). Istorychni aspekty stvorennia ta osoblyvosti funktsionuvannia polezakhysnykh nasadzhen stepovoi zony Ukrainy [Historical creations aspects and functioning features of field protective forest plantations in the steppe zone of Ukraine]. Pytannia stepovoho lisoznavstva ta lisovoi rekultyvatsii zemel, 50, 33–43 (in Ukrainian). doi: 10.15421/442104.
31. Yang, H., Long, H., Li, X., Luo, X., Liao, Y., Wang, C., Cai, H., & Shu, Y. (2024). Vegetation restoration improved aggregation stability and aggregated-associated carbon preservation in the karst areas of Guizhou Province, southwest China. Peer J, 12, e16699. doi: 10.7717/peerj.16699.
32. Zhong, Z., Han, X., Xu, Y., Zhang, W., Fu, S., Liu, W., Ren, C., Yang, G., & Ren, G. (2019). Effects of land use change on organic carbon dynamics associated with soil aggregate fractions on the Loess Plateau, China. Land Degradation & Development, 30(9), 1070–1082. doi: 10.1002/ldr.3294.
33. Zhu, G., Shangguan, Z., & Deng, L. (2017). Soil aggregate stability and aggregate-associated carbon and nitrogen in natural restoration grassland and Chinese red pine plantation on the Loess Plateau. Catena, 149, 253–260. doi: 10.1016/j.catena.2016.10.004.
2. Boix-Fayos, C., Calvo-Cases, A., Imeson, A. C., & Soriano-Soto, M. D. (2001). Influence of soil properties on the aggregation of some Mediterranean soils and the use of aggregate size and stability as land degradation indicators. Catena, 44(1), 47–67. doi: 10.1016/s0341-8162(00)00176-4.
3. Bulygin, S. Yu., & Lisetskii, F. N. (1996). Aggregate composition of soils, its assessment and monitoring. Eurasian Soil Science, 29(6), 707–711.
4. Cheng, Y., Xu, G., Wang, X., Li, P., Dang, X., Jiang, W., Ma, T., Wang, B., Gu, F., & Li, Z. (2023). Contribution of soil aggregate particle size to organic carbon and the effect of land use on its distribution in a typical small watershed on Loess Plateau, China. Ecological Indicators, 155, 110988. doi: 10.1016/j.ecolind.2023.110988.
5. Davari, M., Gholami, L., Nabiollahi, K., Homaee, M., & Jafari, H. J. (2020). Deforestation and cultivation of sparse forest impacts on soil quality (case study: West Iran, Baneh). Soil and Tillage Research, 198, 104504. doi: 10.1016/j.still.2019.104504.
6. Dehtiarov, V. V. (2011). Humus chornozemiv livoberezhnoho Lisostepu i Stepu Ukrainy [Humus of chernozems of the left-bank forest-steppe and steppe of Ukraine]. Maidan, Kharkiv, 360 (in Ukrainian).
7. Desyatnik, K. O. (2015). Rol kaltsiiu v optymizatsii pokaznykiv rodiuchosti ta umov isnuvannia pedobiontiv u chornozemi opidzolenomu [Role of calcium in optimization of fertility parameters and conditions of pedobiont existence in chernozems podzolized]. Gruntoznavstvo, 16(1–2), 52–59 (in Ukrainian). doi: 10.15421/041505.
8. Dorji, T., Field, D. J., & Odeh, I. O. A. (2019). Soil aggregate stability and aggregate‐associated organic carbon under different land use or land cover types. Soil Use and Management, 36(2), 308–319. doi: 10.1111/sum.12549.
9. Dou, Y., Yang, Y., An, S., & Zhu, Z. (2020). Effects of different vegetation restoration measures on soil aggregate stability and erodibility on the Loess Plateau, China. Catena, 185, 104294. doi: 10.1016/j.catena.2019.104294.
10. Emadi, M., Emadi, M., Bagherneja, M., Fathi, H., & Saffari, M. (2008). Effect of Land Use Change on Selected Soil Physical and Chemical Properties in North Highlands of Iran. Journal of Applied Sciences, 8(3), 496–502. doi: 10.3923/jas.2008.496.502.
11. Gao, Y., & Yang, P. (2023). Temporal and spatial distribution of soil water repellency in grassland soils and its relation to soil moisture, hydrophobic matter, and particle size. Science of The Total Environment, 904, 166700. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.166700.
12. Gholoubi, A., Emami, H., & Caldwell, T. (2019). Deforestation effects on soil aggregate stability quantified by the high energy moisture characteristic method. Geoderma, 355, 113919. doi: 10.1016/j.geoderma.2019.113919.
13. Gorban, V. A., & Boloban, A. O. (2019). Osoblyvosti strukturno-ahrehatnoho skladu chornozemiv zvychainykh pid stepovoiu ta lisovoiu roslynnistiu [Features of the structural-aggregate composition of ordinary chernozems under the steppe and forest vegetation]. Ecology and Noospherology, 30(2), 74–79 (in Ukrainian). doi: 10.15421/031913.
14. Gorban, V., Huslystyi, A., Kotovych, O., & Yakovenko, V. (2020). Changes in Physical and Chemical Properties of Calcic Chernozem Affected by Robinia pseudoacacia and Quercus robur Plantings. Ekológia (Bratislava), 39(1), 27–44. doi: 10.2478/eko-2020-0003.
15. Hong, Z., Wen, Y., Liu, Y., Tong, X., Yan, L., Li, H., Xu, Z., & Tan, B. (2021). Characteristics of soil water stable aggregates in different colored-leaf forests in subalpine western Sichuan. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology, 27(3), 601– 607. doi: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2020.02020.
16. Horn, R., Taubner, H., Wuttke, M., & Baumgartl, T. (1994). Soil physical properties related to soil structure. Soil and Tillage Research, 30(2–4), 187–216. doi: 10.1016/0167-1987(94)90005-1.
17. Ivanko, I. A. (2016). Ekolohichna rol svitlovoi struktury u formuvanni shtuchnykh lisovykh nasadzhen u stepovii zoni Ukrainy [The ecological role of light structure in the formation of artificial forest plantations in the steppe zone of Ukraine]. Bioheotsenolohichni doslidzhennia lisiv stepovoi zony Ukrainy. Svidler A.L., Dnipro, 155–171 (in Ukrainian).
18. Jiang, W., Li, Z., Xie, H., Ouyang, K., Yuan, H., & Duan, L. (2023). Land use change impacts on red slate soil aggregates and associated organic carbon in diverse soil layers in subtropical China. Science of The Total Environment, 856, 159194. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.159194.
19. Kong, T., Liu, B., Henderson, M., Zhou, W., Su, Y., Wang, S., Wang, L., & Wang, G. (2022). Effects of Shelterbelt Transformation on Soil Aggregates Characterization and Erodibility in China Black Soil Farmland. Agriculture, 12(11), 1917. doi: 10.3390/agriculture12111917.
20. Li, C., Cao, Z., Chang, J., Zhang, Y., Zhu, G., Zong, N., He, Y., Zhang, J., & He, N. (2017). Elevational gradient affect functional fractions of soil organic carbon and aggregates stability in a Tibetan alpine meadow. Catena, 156, 139–148. doi: 10.1016/j.catena.2017.04.007.
21. Luo, T., Xia, L., Xia, D., Liu, W., Xu, Y., He, Z., & Xu, W. (2023). Impact of typical land use type on the stability and content of carbon and nitrogen of soil aggregates in western Hubei. Ecosphere, 14(12), e4736. doi: 10.1002/ecs2.4736.
22. Medvedev, V. V. (2009). Struktura gruntu yak ekolohichnyi chynnyk [Soil structure as an ecological factor ]. Visnyk KhNAU. Hruntoznavstvo, 3, 14–20 (in Ukrainian).
23. Medvedev, V. V., Bulyhin, S. Yu., & Vitvitskyi, S. V. (2018). Fizyka gruntu [Soil physics]. NUBiP, K., 289 (in Ukrainian).
24. Polláková, N., Šimanský, V., & Jonczak, J. (2017). Characteristics of physical properties in soil profiles under selected introduced trees in the Nature Reserve Arboretum Mlyňany, Slovakia. Folia Oecologica, 44(2), 78–86. doi: 10.1515/foecol-2017-0010.
25. Šimanský, V. (2015). Dynamics of soil structure parameters in loamy soils of Slovakia. Soil Forming Factors and Processes from the Temperate Zone, 14, 1–8. doi: 10.15551/FPPZT.V14I1.515.
26. Wang, B., Zhao, X., Liu, Y., Fang, Y., Ma, R., Yu, Q., & An, S. (2019). Using soil aggregate stability and erodibility to evaluate the sustainability of large-scale afforestation of Robinia pseudoacacia and Caragana korshinskii in the Loess Plateau. Forest Ecology and Management, 450, 117491. doi: 10.1016/j.foreco.2019.117491.
27. Wang, Y., Chen, L., Qu, M., Duan, W., Wang, Z., Tian, Z., & Yang, W. (2023). Response of Soil Aggregate Composition and Stability to Secondary Succession and Plantation of a Broad-Leaved Korean Pine Forest after Clear-Cutting and Its Causes. Forests, 14(10), 2010. doi: 10.3390/f14102010.
28. Xiao, L., Huang, Y., Zhao, J., Zhou, J., & Abbas, F. (2021). Effects of planting structure on soil water-stable aggregates, microbial biomass and enzyme activity in a catchment of Loess Plateau terraces, China. Applied Soil Ecology, 159, 103819. doi: 10.1016/j.apsoil.2020.103819.
29. Yakovenko, V. M., & Bilova N. A. (2018). Biohenne mikrostrukturoutvorennia lisovykh hruntiv stepovoi zony Ukrainy [Biogenic microstructuring of forest soils of the steppe zone of Ukraine]. Serdiuk T.K., Dnipro, 204 (in Ukrainian).
30. Yakuba, M. S., & Gorban, V. A. (2021). Istorychni aspekty stvorennia ta osoblyvosti funktsionuvannia polezakhysnykh nasadzhen stepovoi zony Ukrainy [Historical creations aspects and functioning features of field protective forest plantations in the steppe zone of Ukraine]. Pytannia stepovoho lisoznavstva ta lisovoi rekultyvatsii zemel, 50, 33–43 (in Ukrainian). doi: 10.15421/442104.
31. Yang, H., Long, H., Li, X., Luo, X., Liao, Y., Wang, C., Cai, H., & Shu, Y. (2024). Vegetation restoration improved aggregation stability and aggregated-associated carbon preservation in the karst areas of Guizhou Province, southwest China. Peer J, 12, e16699. doi: 10.7717/peerj.16699.
32. Zhong, Z., Han, X., Xu, Y., Zhang, W., Fu, S., Liu, W., Ren, C., Yang, G., & Ren, G. (2019). Effects of land use change on organic carbon dynamics associated with soil aggregate fractions on the Loess Plateau, China. Land Degradation & Development, 30(9), 1070–1082. doi: 10.1002/ldr.3294.
33. Zhu, G., Shangguan, Z., & Deng, L. (2017). Soil aggregate stability and aggregate-associated carbon and nitrogen in natural restoration grassland and Chinese red pine plantation on the Loess Plateau. Catena, 149, 253–260. doi: 10.1016/j.catena.2016.10.004.
Опубліковано
2024-06-28
Як цитувати
Горбань, В. А. (2024). ВПЛИВ ЛІСОНАСАДЖЕНЬ ROBINIA PSEUDOACACIA L. ТА QUERCUS ROBUR L. НА СКЛАД ТА ВОДОСТІЙКІСТЬ АГРЕГАТІВ ЧОРНОЗЕМІВ ПІВДЕННИХ. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Агрономія і біологія, 55(1), 63-70. https://doi.org/10.32782/agrobio.2024.1.9
ISSN 
ISSN 
