Анотація до роботи:

Шустерук Т.З. Екологічна оцінка антропогенного впливу на біологічну активність ґрунтів (на прикладі агроекосистем України). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Інститут агроекології УААН, Київ, 2007.

В дисертаційній роботі проведена оцінка стану антропогенно трансформованих ґрунтів (на прикладі агроекосистем чорнозему типового, темно-сірого опідзоленого та дерново-середньопідзолистого ґрунту за тривалого використання добрив) на основі порівняльного вивчення їх з ґрунтами природних екосистем за структурними та функціональними характеристиками мікробоценозу.

Серед широкого спектру показників біологічної активності ґрунту обґрунтовано систему основних (вміст загальної біомаси мікроорганізмів, респіраторна, протеазна, поліфенолоксидазна активність ґрунту, коефіцієнт гумусонагромадження) та допоміжних (целюлозоруйнівна активність, нітрифікаційна здатність, коефіцієнт мінералізації-іммобілізації, педотрофності, оліготрофності, показник швидкості мінералізації гумусу, коефіцієнт флуктуації вмісту загальної біомаси мікроорганізмів, мікробний метаболічний коефіцієнт, вміст бактерій Azotobacter chroococcum фітотоксичність ґрунту) біодіагностичних показників для оцінки та еколого-мікробіологічного моніторингу ґрунтів агроекосистем. За основними біодіагностичними показниками запропоновано новий підхід оцінки стану ґрунтів агроекосистем за шкалою бажаності.

На основі визначення коефіцієнта флуктуації вмісту загальної біомаси мікроорганізмів та мікробного метаболічного коефіцієнта, встановлено, що антропогенно трансформовані ґрунти характеризуються високими їх значеннями, що відображає зниження відносної стійкості мікробоценозів.

У дисертаційній роботі за результатами теоретичних узагальнень та експериментальних порівняльних досліджень ґрунтів природних екосистем з антропогенно трансформованими ґрунтами (на прикладі агроекосистем) проведено оцінку їх стану за структурними та функціональними показниками мікробоценозу.

1. Встановлено, що у ґрунтах агроекосистем зменшується вміст структурної компоненти мікробоценозу – біомаси мікроорганізмів на 5–66 % та в 1,1–1,7 раза її частка від вмісту загального вуглецю, порівняно з ґрунтами природних екосистем, що свідчить про зміщення природної рівноваги у ґрунтах агроекосистем у бік зменшення активно метаболічної фракції органічної речовини ґрунту.

2. Застосування мінеральних добрив та вирощування культур без них, на відміну від органічних та органо-мінеральних добрив, найбільшою мірою відображає негативні наслідки антропогенного впливу. У ґрунтах агроекосистем знижується відносна стійкість мікробних угруповань, що супроводжується підвищенням коефіцієнта флуктуації вмісту загальної біомаси мікроорганізмів в 1,3–2,9, мікробного метаболічного коефіцієнта в 1,1–2,5 та рівня фітотоксичності в 1,3–6,4 раза, порівняно з ґрунтами перелогів.

3. Тривале застосування мінеральних добрив є екологічно несприятливими для органічної речовини ґрунту, про що свідчать високі коефіцієнт мінералізації-іммобілізації (К_м-ї=1,6–2,6) і показник швидкості мінералізації гумусу (S_м-ї=2,1–3,8 мг СО2/кг ґрунту за добу). За органічних та органо-мінеральних систем удобрення уповільнюються процеси біологічної деградації гумусу, активізується життєдіяльність мікроорганізмів, які синтезують компоненти сполук гумусу (меланіни та екзополісахариди) і вільноіснуючого азотфіксатора Azotobacter сhroococcum.

4. За інтенсивністю “дихання” ґрунти агроекосистем поступаються ґрунтам природних екосистем, на відміну від целюлозоруйнівної активності та нітрифікаційної здатності, інтенсивність яких в 1,2–2,4 та в 1,1–1,8 раза відповідно, є вищою від рівня, яким характеризуються ґрунти перелогів.

5. Для оцінки впливу агротехнологій, серед показників ферментативної активності ґрунту, діагностичними показниками є протеазна та поліфенолоксидазна активність, які перебувають у сильному прямому кореляційному зв’язку із природною, потенційною та ефективною родючістю ґрунту (r=0,89±0,08).

6. У результаті тривалого окультурення вміст загального гумусу у чорноземі типовому зменшився на 0,13–0,33 %, темно-сірому опідзоленому на 0,28–0,67 %, дерново-середньопідзолистому на 0,12–0,22 %. Проте, за використання органічних та органо-мінеральних добрив у чорноземі типовому його вміст збільшився – на 0,05–0,2 %, а у дерново-середньопідзолистому на 0,05 та –0,11 % відповідно, що підтверджується високими коефіцієнтами гумусонагромадження і ступенем гуміфікації органічної речовини ґрунту, значення яких близькі до показників ґрунтів природних екосистем.

7. Встановлено, що за шкалою бажаності найбільш наближеними до природних екосистем за біодіагностичними показниками є ґрунти із використанням органо-мінеральних добрив, стан яких характеризується як відмінний.

Публікації автора:

1. Шустерук Т.З., Дем'янюк О.С. Каталазна активність різних типів ґрунтів природних і агроекосистем України // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: Біологія. – 2005. – Вип. 16. – С. 61–64 (збір експериментальних та літературних даних, написання статті).

2. Шустерук Т.З., Дем'янюк О.С., Волох О.А. Рівень поліфеноксидазної та пероксидазної активності ґрунту природних екосистем та різних агроекосистем України // Науковий вісник Чернівецького університету: Зб. наукових праць. – Вип. 257: Біологія. – Чернівці: Рута, 2005. – С. 232–237 (узагальнення та інтерпретація результатів, формулювання висновків).

3. Шустерук Т.З., Польовий В.М. Вплив різних систем удобрення на біологічну активність темно-сірого опідзоленого ґрунту // Зб. наукових праць Інституту землеробства УААН. – 2005. – Вип. 4. – С. 17–21 (збір експериментальних та літературних даних, написання статті).

4. Шустерук Т.З. Екологічна оцінка біологічного стану ґрунтів різних агроекосистем України // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: Біологія. – 2006. – Вип. 1. – С. 227–230.

5. Шустерук Т.З., Шерстобоєва О.В., Дем'янюк О.С. Оцінка стану ґрунтів за показниками їх біологічної активності при застосуванні різних агротехнологій // Агроекологічний журнал. – 2006. – № 3. – С. 23–28 (збір експериментальних та літературних даних, написання статті).

6. Шустерук Т.З., Коваленко Т.М., Польовий В.М., Потапенко Л.В., Шевченко А.І. Мікробіологічна трансформація органічної речовини ґрунту // Агроекологічний журнал. – 2006. – № 4. – С. 65–69 (збір експериментальних та літературних даних, написання статті).

7. Шерстобоєва О.В., Дем’янюк О.С., Шустерук Т.З. Оцінка впливу агротехнологій на стан ґрунтів агроекосистем за біодіагностичними показниками: Методичні рекомендації / За ред. акад. О.І. Фурдичка. – К.: Логос. – 2007. – 25 с. (збір експериментальних та літературних даних, написання рекомендацій).

8. Demyanyuk O.S., Shusteruk T.Z. The role of microorganisms in biological diagnostic of soil of the different agroecosystems // Тези доповідей до Міжнарод. наук.-практ. конф “Екологічна безпека об'єктів господарської діяльності” (2 – 4 червня 2004 р.). – Миколаїв, 2004. – С. 139–140.

9. Дем'янюк О.С., Пономаренко С.В., Шустерук Т.З. Активність процесу деструкції клітковини у ґрунті при різних агротехнологіях // Тези доповідей Х з'їзду Товариства мікробіологів України (м. Одеса, 15–17 вересня 2004 р.). – Одеса, 2004. – С. 271.

10. Чабанюк Я.В., Дем'янюк О.С., Шустерук Т.З. Тертична О.В. Вплив аграрного виробництва на мікробне різноманіття ґрунту // Мат. ІV Міжнар. наук.-практ. конф. “Наука і соціальні проблеми суспільства: харчування, екологія, демографія” (23–24 травня 2006 р.). – Харків, 2006. – Ч. 2. – С. 220–222.

11. Шустерук Т.З. Рівень органічної речовини та біологічний стан ґрунтів різних агроекосистем України та їх природних аналогів // Мат. Міжнар. наук.-практ. конф. “Екологія: проблеми адаптивно-ландшафтного землеробства” (20 – 21 червня 2006 р.). – Івано-Франківськ, 2006. – С. 198–201.

12. Шустерук Т.З. Екологічна оцінка антропогенного впливу на біологічну активність ґрунтів (на прикладі агроекосистем України) // Молодь та поступ біології: Тези доповідей Третьої міжн. конф. студентів і аспірантів (м. Львів, 23 – 27 квітня 2007 р.). – Львів: СПОЛОМ, 2007. – С. 258–259.