The response of soil microbial diversity to long-term fertilization is still not well understood in the context of different soil types. The purpose of this research was to reveal the impact of fertilization systems on soil parameters and life activity of the main taxonomic and physiological groups of microorganisms responsible for nitrogen, carbon, and phosphorus transformation. Reported results were obtained in the course of a 55-year-long experiment on fertilization of sod-podzolic soil in a grain-flax-potato crop rotation. Soil sampling was conducted within a 0–20 cm depth in five sites: without fertilizer (C); organic fertilization system, manure (O1FS); mineral fertilization system, NPK (MFS); organic-mineral fertilization system, manure + NPK (O1MFS); and organic-mineral fertilization system, siderate + NPK (O2MFS). Long-term use of various fertilization systems has led to changes in the soil properties. Bacteria dominated the microbial community in all examined areas. Soil fertilization supported bacteria development in all variants, except for MFS, and negatively affected the micromycetes content. A strong relationship between the change of the main soil indicators and the number of microorganisms from the main taxonomic groups was found between the soil pH KCl and the number of micromycetes. The O1FS option had the most beneficial effect on the development of soil nitrifiers and denitrifiers. The O1MFS fertilization system was the most favorable for the development of non-symbiotic anaerobic nitrogen-fixing, cellulose-degrading and phosphate-mobilizing microorganisms. In turn, the least favorable conditions for the development of physiological groups of microorganisms were found in cases of continuous use of mineral fertilizers.

Снітинський В., Гнатів П., Зинюк О., Корінець Ю, Дацко Т. Системний підхід в агроекології: дослідницький і навчальний аспекти Описана нова концепція автотрофних агроекосистем та агроекосистемології як самодостатньої науки, що має об'єктом дослідження аграрні екосистеми, предметомбудову, функції, способи оптимізації, генеза та еволюцію. Викладена низка основних завдань агроекосистемології. Здійснена класифікація та показана ієрархія екосистем в агросфері. Під екопотенціалом розуміємо сукупність речовинно-енергетичних ресурсів і властивостей нативних екосистем, які забезпечують її параметри (енергетичні, організаційні, біогеохімічні, водотрансформаційні, середовищні). Вторинний екопотенціал екосистемице сукупність її речовинно-енергетичних ресурсів і властивостей, сформованих під впливом господарського регулювання, за якого формуються її поточні структурно-функціональні параметри й корисні функції. На основі класичного системного аналізу в екології розроблений алгоритм спеціального системного аналізу агроекосистеми біогеоценозного рівня як приклад для формування алгоритмів інших ієрархічних рівнів. Алгоритм аналізу аграрної екосистеми передбачає до восьми етапів, залежно від складності та ієрархічного статусу об'єкта аналізу. Перший етап здійснюють для з'ясування функціонального ядра, другийдля окреслення основних системотвірних елементів. На третьому етапі належить визначити коло основних екологічних та антропогенних чинників існування системи. Четвертий етап досліджує функціонування екосистеми, п'ятий з'ясовує оптимальні умови функціонування, шостий етап уточнює шляхи подальшої оптимізації. Сьомий етап встановлює діяльні важелі позитивного впливу на екосистему. На сьомому етапі створюють модель агроекосистеми для її удосконалення. Обґрунтована актуальність експериментальної агроекології. Ключові слова: нативні екосистеми, аграрні екосистеми, агроекосистемологія, системний аналіз.

Наголошено, що важливим завданням захисту довкілля сьогодні є попередження загрози екоризиків на першому етапі мінімізації можливих негативних наслідків. Доведено актуальність завдання щодо антропогенного забруднення токсикантами територій, прилеглих до складів агрохімікатів, спричиненого локалізацією і транслокацією залишків пестицидів у компонентах агробіогеоценозів. Проаналізовано екологічні аспекти оцінювання ризику небезпеки на наукових засадах, що дозволить виявити наслідки антропогенного навантаження на навколишнє середовище на локальному рівні. Залишки пестицидів – стійкі екотоксиканти у природних середовищах, здатні мігрувати у харчових ланцюгах набагато швидше, ніж важкі метали. Тому наслідки їх потрапляння в біогеоценози небезпечні, оскільки багато з них є стійкими і лабільними. Зауважено, що, незважаючи на отримані невисокі значення коефіцієнтів транслокації, багаторічні рослини здатні рости в умовах фітотоксичності ґрунту і накопичувати ДДТ та його метаболіти у значних кількостях у тканинах коренів. Отримані результати підтверджують наявність певного фізіологічного бар’єру щодо накопичення рослинами екотоксикантів з ґрунту та залежність такого накопичення від видових особливостей рослин. Найнижчі показники вмісту пестицидів отримано для деревію звичайного, де мінімальні концентрації ДДТ знайдено в надземних органах – 18,1 мкг/кг, а у кореневій системі – 404,6 мкг/кг, а високі кількості досліджено у полині звичайному, який при вмісті ДДТ у ґрунті ризосфери становив 1642,8 мкг/кг (16,4 ГДК), накопичував пестицид у надземних органах рослин у концентрації 1898,4 мкг/кг у перерахунку на суху масу рослин, а його коренева система – 1846,2 мкг/кг. Досліджено процеси транслокації і трансформації хлорорганічних пестицидів та встановлено закономірності розподілу пестицидів у вегетативних органах ячменю ярого. Дослідженнями на темно-сірому опідзоленому ґрунті в умовах Західного Лісостепу України визначено, що біотичне накопичення залишків ДДТ у вегетативній масі рослин ячменю ярого залежить не тільки від біологічних особливостей культури, а й від вихідної концентрації у ризосферному ґрунті.

Ґрунт – специфічний компонент біогеосфери. Він здатен акумулювати забруднювачі та є їхнім природним буфером, проміжною або кінцевою ланкою транслокації хімічних елементів і різних сполук у циклі: атмосфера – гідросфера – жива речовина – літосфера. Близько 90 % важких металів (ВМ), що потрапили у довкілля, акумулюються ґрунтами, забруднюючи суміжні середовища та біоту, або зазнають седиментації (фіксації у твердій фазі). Надходження таких важких металів як Cd, Pb, Zn, Ni, Hg в агроекосистеми значно переважає їх природній винос та включення в біогеохімічний кругообіг. Усі основні цикли природної міграції важких металів у біогеосфері (водні, атмосферні, біотичні) починаються з літосфери. Антропогенне забруднення ґрунтів доповнює ці цикли, і якщо ґрунти не «справляються» з їх седиментацією, або слабо «працюють» як буфери, потрібні додаткові агротехнічні заходи з метою запобігання забрудненню агропродукції важкими металами. Саме тут відбуваються їх мобілізація і утворення різних міграційних форм та токсичних фонів. Більшість важких металів, які потрапили на поверхню ґрунту, затримуються органічними компонентами (закріплюються у верхніх гумусових горизонтах) або фіксуються його мінеральною складовою і зазнають седиментації. Для підвищення бар’єрних функцій ґрунту, забрудненого важкими металами, з метою одержання екологічно безпечної агропродукції вносять органічні та бактеріальні добрива, використовують сидерати, правильно чергують культури у сівозміні, раціонально застосовують комплексні мінеральні добрива та кальцієві меліоранти, що допомагають підтримувати сприятливі фізико-хімічні властивості ґрунту та підвищувати його родючість. Ці та інші заходи збільшують буферність та седиментаційний потенціал ґрунтів стосовно рухомих форм важких металів та інших ксенобіотиків. Дослідженнями встановлено, що застосування органічної та органо-мінеральної систем удобрення у поєднанні з вапнуванням ґрунту у нормі Біогумус 8 т/га + СаСО3 5 т/га та N64P64K64+ Біогумус 4 т/га + СаСО3 5 т/га сприяло активізації бар’єрних функцій ґрунту, що проявлялося у зниженні рухомості йонів Cd2+ у ґрунті та зменшенні їх транслокації в рослини капусти білоголової на всіх рівнях змодельованого забруднення ґрунту кадмієм. З’ясовано, що на контрольному фоні у зазначених варіантах досліду були: найменша концентрація рухомих форм кадмію у ґрунті – 0,051 та 0,063 мг/кг, найнижчий перехід елемента з валової форми у рухому 3,30 та 4,67 % за коефіцієнта небезпеки 0,07 та 0,09. Відповідно у цих варіантах коефіцієнти небезпеки концентрації елемента в головках капусти також були найменшими (0,13 та 0,21), що свідчить про екобезпечність продукції капусти білоголової та доцільність застосування методів хімічної меліорації ґрунтів, забруднених важкими металами. Виявлено сильний кореляційний зв’язок (r = 0,96) між концентрацією рухомих форм Cd2+ у ґрунті та концентрацією елемента в рослинах капусти білоголової.