WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |

«УДК: 631.8: 550.8.015 ПРОЦЕССЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ КАК ТРАНСФОРМАЦИЯ, МИГРАЦИЯ И АККУМУЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВА, ЭНЕРГИИ И ИНФОРМАЦИИ В.И. Савич, В.А. ...»

-- [ Страница 6 ] --

Кальций – жизненно необходимый регулятор роста и развития, входит в состав ряда ферментов, боль шое количество его содержится в составе пектатов клеточных стенок. Кальций в почвах присутствует в поч венном растворе, где он уравновешен растворимыми анионами. Значительно больше его в составе почвенно поглощающего комплекса (ППК). Кальций присутствует в почве также в составе различных по растворимости первичных и вторичных почвенных минералов (Барбер, 1988).

Нами разработана модель позволяющая связать динамику пулов кальция с динамикой пулов органиче ского вещества и азота в лесных почвах, которая моделируется с помощью модели ROMUL (Моделирование динамики…, 2007). При этом модель использует минимальное число уравнений и экспериментально опреде ляемых коэффициентов и учитывает следующие цепи круговорота. Кальций поглощается растениями из поч венного раствора, в биомассе растений он накапливается, после отмирания растений или их частей переходит в органические остатки (опад), которые затем минерализуются в почве. При этом Ca переходит в доступную для растений форму (ионы почвенного раствора и ППК) и вновь поглощается растениями. Часть доступного каль ция участвует в образовании новых минералов (оксалаты кальция) или выщелачивается вниз по профилю.

В модели мы будем придерживаться следующей схемы почвенного профиля для лесных экосистем (рис. 1).

LСа – пул кальция в свежем и неразложившемся опаде, содержится в верхнем подгоризонте подстилки L.

FCa – пул кальция в горизонте F. Здесь сосредоточена основная масса вторичных минералов кальция – оксалатов.

HCa – пул кальция в гумусовом подгоризонте лесной подстилки.

А1Ca – пул в минеральном горизонте, содержащем гумус, связанный с минеральными частицами, этот горизонт формируется с участием дождевых червей.

Существует еще несколько «внегоризонтных» пулов.

Доступный для растений (и микроорганизмов) пул включает в себя кальций почвенного раствора и об менный кальций почвенно-поглощающего комплекса (ППК). Водорастворимый кальций почвенного раствора, легко доступный для растений, представляет пул Ca available (Av), менее доступный обменный кальций – Са exchangeable (Ex).

Sm – пул вторичных минералов кальция – веввелитов и ведделитов – оксалатов кальция. Эти минералы растворимы и образуются в подстилке при недостатке влаги или поступают с опадом, образуясь в клетках рас тений. Вследствие малого количества материалов по динамике этих минералов, мы предполагаем следующее, основываясь на известных нам данных (Cromack, 1979). В динамике кальция будем различать два периода – ве гетационный с начала снеготаяния и до опадения листвы и период покоя. Различия будут введены для долей от 328   потоков Са, поступаю щих в результате минера лизации в пул Av и доли, уходящей во вторичные минералы (Smf, Sml).

процессе разложения опада и подстилки часть от высвободившегося кальция осаждается в ви де оксалатов. Остальная часть поступает в пул доступного кальция. Са копится в этих пулах.

Весной, при достижении почвой положительных температур, что можно считать началом снего таяния, происходит рас творение части (SmAv) вторичных минералов и растворенный кальций из Sm поступает в Av.

Вегетационный освободившийся в ре зультате минерализации подстилки и опада, поступает в Av, доля, поступающая в Sm, равна 0. Из растворимой формы происходит потребление растениями ежемесячно на протяжении вегетационного периода. При этом возможны следующие варианты. Если после потребления в конце вегетационного периода в пуле Av что-то ос талось, то эта часть переходит в обменный Са – Ех. Если растениям не хватило кальция, то они добирают необ ходимый Са из пула Sm (т.е. «растворяют» вторичные минералы с помощью кислых корневых выделений), ес ли не хватило там, то добирают из пула Ех. Потребление происходит с месячным шагом, пополнение пула Ех раз в год.

Amin – пул ежегодного поступления кальция в доступный пул в результате выветривания минералов.

Является входным параметром и может рассчитываться отдельно, если известен минералогический состав, с помощью других моделей, например, PROFILE (Sverdrup, 1996).

Plant – пул потребления растениями. Соответствует необходимому количеству кальция для годового прироста растений и определяется по биомассе прироста и концентрации кальция в отдельных органах доми нирующих растений.

Dep – пул кальция, поступающего с твердыми и жидкими атмосферными выпадениями. Мы предполага ем, что этот кальций сразу поступает в пул Av.

Leach – кальций, который из пула Av выносится из почвенного профиля в грунтовые воды.

В течение шага по времени происходит трансформация органического вещества и его минерализация и, соответственно, переход кальция из одного пула в другой. Эти процессы описываются в виде следующих урав нений для одной фракции опада:

dFCa /dt = R3*LСа–R2*FCa –R4*FCa –R5*FCa dHCa /dt = R4*FCa–R6* HCa dА1Ca /dt = R5*FCa–R7*A1Ca dAv/dt=(1-Sml)*R1*LСа+(1-Smf)*R2*FCa+R6*HCa+R7*A1Ca+SmAv*Sm+Аmin+Dep–Plant–Leach dSm/dt= Sml*R1*LСа+Smf *R2*FCa+R6*HCa+R7*A1Ca –(Plant–Av) dEx/dt=Ex+Av–(Plant–Av–Sm) Коэффициенты в уравнениях системы (1) так же, как и в модели динамики органического вещества почв ROMUL (Моделирование динамики…, 2007), зависят от температурно-влажностных условий и содержания азота и зольности соответствующей фракции опада. R1 – скорость минерализации пула LСа. R3 – скорость трансформации LСа в FCa. R2 и R4 – соответствующие скорости минерализации и трансформации горизонта FCa в HCa. R5 – скорость трансформации FCa в А1Ca. R6 – скорость минерализации HCa. R7 – скорость минерализации А1Ca. k4, k5, k2, k1, k6 в модели ROMUL и соответствующие коэффициенты R зависят от рН.

Для оценки коэффициентов модели мы используем данные, полученные для лесных экосистем, имею щих стационарную динамику. Нами использовались данные для ельника кустарничково-зеленомошного, про израстающего в автономных позициях ландшафта (Кольский полуостров, северная тайга), где этот тип ельника является зональным и наиболее распространенным типом еловых лесов, что позволяет предположить стацио нарность его состояния (Хораськина и др., 2009) и горного ельника Центральной Болгарии (заповедник «Па рангалица) (Хораськина и др., 2010). Алгоритм оценки коэффициентов для системы (1) сводится к следующе му: мы принимаем значения, вычисленные для динамики пулов органического вещества в модели ROMUL, а затем. определяем поправки к соответствующим коэффициентам для пулов кальция, также обеспечивающим стационарную динамику этих пулов.

Таким образом, показано, что построенная модель при естественных предположениях удовлетворитель но описывает динамику пулов кальция в лесных почвах, а методика определения коэффициентов при наличии данных для лесных экосистем, находящихся в стационарном состоянии приводит к простым соотношениям между коэффициентами базовой модели для динамики суммарных пулов органического вещества почвы и ди намикой пулов кальция. Наличие поправок объясняется спецификой химизма кальция и его относительной за крепленностью в почвенном профиле. Реакция пулов элементов в лесных почвах на сильные внешние воздей ствия демонстрирует сильную связь с развитием растительности;

при этом лесная экосистема в целом способна ликвидировать последствия таких воздействий за счет выноса возникающего избыточного количества элемен тов при выщелачивании, либо создании пулов хранения, таких как вторичные минералы или малорастворимые соединения кальция с гумусовыми кислотами.

Работа поддержана программой РАН №4, грантом РФФИ № 09-04-01209 и программой межакадемиче ского соглашения БАН и РАН по теме «Математическое моделирование динамики почвенного органического вещества в горных лесных почвах».

1. Барбер С.А. Биологическая доступность питательных веществ в почве. М.: Агропромиздат, 1988. 376 с.

2. Моделирование динамики органического вещества в лесных экосистемах / отв. ред. В.Н. Кудеяров. М.: Наука, 2007.

3. Хораськина Ю.С, Комаров А.С., Безрукова М.Г., Лукина Н.В., Орлова М.А. Модель динамики кальция в северота ежных лесных почвах. Известия Самарского научного центра РАН. 2009. Том 11. № 1(7). с. 1468-1476.

4. Хораськина Ю.С, Комаров А.С., Безрукова М.Г., Лукина Н.В., Орлова М.А. Жиянски М. Моделирование динамики кальция в органических горизонтах почвы // Компьютерные исследования и моделирование. 2010. Принято в печать.

5. Sverdrup H. Geochemistry, the key to understanding environmental chemistry // The science of the total environment. 1996.

6. Cromack K.JR, Sollins Ph., Graustein W.C., Speidel K., Todd A.W., Spycher G., Li Ch.Y., Todd R.L. Calcium oxalate ac cumulation and soil weathering in mats of the hypogeous fungus Hysterangium crassu //. Soil Bio. Biochem. 1979. Vol. 11.

УДК 631.

ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ ЮЖНОГО ПРИУРАЛЬЯ В ЯМНОЕ И СРУБНОЕ ВРЕМЯ,

СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРОТКИХ ПЕДОХРОНОРЯДОВ

В РАЗНЫХ КУРГАННЫХ МОГИЛЬНИКАХ *

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской обл.

В в е д е н и е. Палеопочвенные исследования курганов в долине р. Бузулук (приток р. Самары) в Юж ном Приуралье (Оренбургская обл.) проведены нами в составе археологического отряда Оренбургского гос.

пед. ун-та под рук. проф. Н.Л. Моргуновой летом 2006-08 гг. Были изучены палеопочвы под 7 курганами и разреза современных черноземов южных в курганном могильнике Скворцовский. По археологическим данным изученные курганы в могильнике отнесены к ямной и срубной культурам, в последнем случае – к узкому хро нологическому горизонту покровского (раннего) этапа срубной культуры (XVIII-XVII вв. до н.э.). Что касается хронологического положения ямных курганов, то согласно полученным по археологическим материалам ра диоуглеродным датам они могут относиться либо к позднеямным (2500-2000 лет ВС (cal), либо ко второй ста дии развитого этапа ямной культуры – 2900-2500 лет ВС (cal), [2] Основными методологическими подходами в работе были представления: (1) о возможности выстроить из палеопочв, погребенных под курганами одной и той же археологической культуры, «короткий» педохроно ряд, охватывающий 100-200 лет, а ввиду наличия в могильнике курганов, принадлежащих разным культурам, – (2) о сопряженности «коротких» хронорядов внутри единого длительного хроноряда, который может быть из них составлен и охватить время порядка 1000-2000 лет [3].

Задачи данной работы: 1) изучение изменчивости свойств палеопочв, погребенных под курганами одной и той же археологической культуры – отдельно ямной и срубной и установление относительного хронологиче ского порядка сооружения курганов внутри каждой культуры в курганном могильнике Скворцовский, 2) по строение длительного хроноряда, включающего все изученные под ямными и срубными курганами палеопочвы и 3) проведение палеоклиматических реконструкций для всего рассматриваемого хроноинтервала, представ ленного курганами ямной и срубной культур. Отдельной задачей работы было сопоставление изученных в Скворцовском могильнике срубных палеопочв с ранее изученными срубными палеопочвами Мустаевского и Лабазовского курганных могильников, а ямных – с аналогичными в Шумаевском и Мустаевском;

все могиль ники расположены в Южном Приуралье.

Р е з у л ь т а т ы и о б с у ж д е н и е. На основе изучения изменчивости свойств почв был установлен относительный хронологический порядок сооружения курганов в могильнике как внутри коротких хронорядов, палеопочвы которых погребены под курганами, отдельно, ямной и срубной культур, так и, в целом, для всех                                                               Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ, №№ 07-05-00905, 07-06-00148.

330   курганов. Установление порядка сооружения курганов той или иной культуры и погребения под ними палео почв, то есть выстраивание короткого педохроноряда, необходимо для проведения палеоклиматических рекон струкций, поскольку позволяет определить направленность изменчивости свойств почв внутри изученных ин тервалов времени.

Если предполагать, что палеопочвы в изученных интервалах культур развивались на гумидных ветвях эволюции, то можно заключить, что в коротком хроноряду ямного времени палеопочвы под курганами 6, 8 и были погребены ранее палеопочв под курганами 5 и 7. В срубное время первая насыпь кургана 4 была соору жена ранее первой насыпи кургана 3. По поводу досыпок можно сказать, что они были сооружены позднее первых насыпей в своих курганах, что четко установлено по стратиграфии курганных бровок. При этом досып ка кургана 4 близка по времени сооружения к первой насыпи кургана 3, а досыпка в кургане 3 – наиболее позд няя в рассматриваемом интервале срубного времени.

Важным является и решение вопроса о том, был ли перерыв в создании ямных и срубных курганов в мо гильнике Скворцовский. Помимо практического (для археологов) значения, этот вопрос важен и для построе ния длительного хроноряда из двух коротких ямного и срубного времени в могильнике. По данным исследова ния палеопочв можно заключить, что такой перерыв был, поскольку, если сравнить «крайние» палеопочвы ко ротких хронорядов, наиболее близко по времени стоящие друг к другу, то отмечаются существенные отличия по свойствам между ними. Для того, чтобы возникли такие отличия, необходимо не менее 100 лет, хотя это до вольно приблизительная оценка.

При установлении относительного порядка сооружения курганов в могильнике радиоуглеродные даты карбонатов оказались в могильнике Скворцовский наиболее приемлемыми для использования из-за того, что в результате антропогенного воздействия 14С-даты по гумусу из верхнего горизонта палеопочв омоложены. При этом важно учитывать, что мы рассматривали почвы двух коротких хронорядов на гумидных этапах эволюции, когда карбонаты растворяются и перекристаллизуются in situ, а, следовательно, омолаживаются. Их возраст в этом случае уменьшается пропорционально длительности указанного процесса. Использование «карбонатных»

С-дат для указанных выше целей было бы невозможным на аридных этапах эволюции почв, поскольку ариди зация климата в сухостепной зоне вызывает подтягивание «древних» карбонатов снизу в коллоидных растворах и скачкообразное, незакономерное увеличение их 14С-возраста [4].

Датирование карбонатов в верхнем гумусовом горизонте палеопочв показало, что случаях, когда удается точно установить их диагенетическое происхождение, можно использовать 14С-даты таких карбонатов и для приблизительного определения времени погребения с учетом факта, что дата должна быть омоложена на 200 лет – время, необходимое для формирования диагенетических карбонатов после сооружения насыпи курга на и погребения почвы, согласно нашей оценке [5]. Датирование диагенетических карбонатов ранее не приме нялось для установления времени сооружения курганов, хотя этот подход можно признать перспективным, особенно для случаев, когда не «работают» даты по гумусу.

как в ямное, так и в срубное время наблюдается «улучшение» свойств палеочерноземов в изученных коротких хронорядах, а именно, накопление гумуса, выщелачивание карбонатов, просматривается тенденция к накопле нию обменных оснований, а в их составе – обменного кальция, в профилях усиливаются признаки биологиче ской активности (степень изрытости землероями возрастает). Следовательно, можно реконструировать возрас тание количества осадков от начала к концу рассматриваемых временных интервалов как срубной, так и ямной культур. Вместе с тем, полное отсутствие языковатой нижней границы гумусового горизонта, меньшая изры тость верхних горизонтов землероями и переход карбонатов из сегрегированных форм в пропиточные в сруб ных палеопочвах по сравнению с ямными указывает на то, что климат срубного времени можно характеризо вать как менее континентальный, предположительно, за счет похолодания в летнее время. Такие условия хоро шо отразились в гумусовом профиле, поскольку реконструированные запасы гумуса в срубных палеопочвах, погребенных под курганом 3, в слое 0-100 см несколько больше, чем таковые в современных.

Запасы гумуса меньше, а карбонатов больше в ямных палеопочвах первой группы по сравнению совре менными почвами, что указывает на то, что климат до начала рассматриваемого периода ямной культуры был суше и, вероятно, жарче современного. В то же время, запасы гумуса и карбонатов в ямных палеопочвах второй группы и современных почвах очень близки, что позволяет сделать вывод о том, что непосредственно рассмат риваемый период ямного времени характеризовался близкими к современным климатическими условиями.

м о г и л ь н и к о в. Сравнение палеопочв, погребенных под курганами одной и той же культуры проводилось двумя способами: свойства почва сравнивались напрямую при близком сходстве их гранулометрического со става и сравнивались относительные величины свойств (относительные величины свойств при сравнении па леопочв с фоновыми для каждого могильника). Таким образом был получен непрерывный хроноряд из палео почв трех могильников ямной культуры, относящихся ко второй стадии развитого этапа ямной культуры – 2900-2500 лет ВС (cal), [2] подтвержденный радиоуглеродным датированием карбонатов. По нашей оценке свойств погребенных под курганами почв, длительность всего хроноинтервала, от времени погребения самой ранней ямной палеопочвы этого этапа в Шумаево до самой поздней в Скворцовском могильнике, может со ставлять 200 лет или чуть больше. Рассмотрение блока радиоуглеродных дат, полученных по археологическим материалам из погребений, показывает, что такие длительности (200-300 лет) и уж тем более хронологические приоритеты (раньше-позже) внутри интервала этапа ямной культуры находятся за пределами возможностей ра диоуглеродного метода, что подтверждает ранее сделанный вывод об этом на основе рассмотрения большого массива дат для курганов бронзового века [1]. Ввиду безынвентарности большей части ямных погребений ока зывается, что палеопочвенные данные (включая 14С-даты гумуса и карбонатов) являются пока единственным основанием для выстраивания «внутренней» хронологии изученных курганов рассматриваемого этапа этой культуры и, безусловно, нуждаются в дальнейшем обосновании.

о г о м о г и л ь н и к о в. Из палеопочв срубного времени в Скворцовском и Лабазовском могильниках был вы строен короткий хроноряд, охватывающий примерно 100-150 лет в самом начале срубной культуры. От начала к концу функционирования палеопочв в этом хроноряду отмечается рост запасов органического углерода и уменьшение – запасов карбонатов. «Последние» палеопочвы в этом ряду по своим свойствам близки к совре менным. В Мустаевском V могильнике при запасах гумуса, сопоставимых с современными почвами, в палео почвах отмечаются довольно высокие величины запасов карбонатов в верхнем метре профилей. И по данным радиоуглеродного датирования карбонатов в гор. В1са мустаевских палеопочв наблюдается резкое увеличение возраста карбонатов (почти в 2 раза) по сравнению с карбонатами в этом же горизонте у cкворцовских палео почв, подтверждающее ранее сделанный вывод на основании рассмотрения только палеопочв Мустаево о воз можном аридном эпизоде внутри срубной культуры. Все эти факты и сопоставления указывают на то, что муста евские срубники, скорее всего, не относятся к раннему этапу культуры, эти курганы сооружены позже – за рамка ми рассматриваемого короткого хроноряда срубных палеопочв Скворцовского и Лабазовского могильников.

Данные, полученные в работе, подводят итог всем проведенным к настоящему моменту палеопочвен ным исследованиям курганов бронзового века в Южном Приуралье.

1. Кренке Н.А., Сулержицкий Л.Д. Археология и реальная точность радиоуглеродного метода // Геохронология четвертичного периода. Сб. науч. трудов Комиссии по изучению Четвертичного периода. М.: Наука. 1992. С. 161-167.

2. Моргунова Н.Л. Периодизация и хронология ямных памятников Приуралья по данным радиоуглеродного датирования // Проблемы изучения ямной культурно-исторической области. Оренбург: изд-во ОГПУ, 2006. С. 67-71.

3. Хохлова О.С. Исследования голоценовой эволюции почв степной зоны в целях реконструкции палеоэкологических условий (на примере Южного Приуралья) // Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв / под ред. В.Н. Кудеярова. М.: Наука. 2006. C. 97-116.

4. Хохлова О.С., Кузнецова А.М., Хохлов А.А., Моргунова Н.Л., Чичагова О.А. Палеопочвы курганов ямной культуры степной зоны Приуралья // Почвоведение. 2008. №5. С. 481-490.

5. Хохлова О.С., Олейник С.А., Ковалевская И.С. Отличия диагенетических и эпигенетических типоморфных карбонатных аккумуляций в голоценовых погребенных почвах черноземной зоны // Почвоведение. 2000. N1. С.28-37.

УДК: 631*114.

СРЕДНЕВЗВЕШЕННЫЙ ДИАМЕТР ЧАСТИЦ ПОЧВ КАМЕННОЙ СТЕПИ ПРИ СУХОМ ПРОСЕИВАНИИ

ГНУ Воронежский НИИСХ Россельхозакадемии, Каменная Степь В настоящее время на территории Каменной Степи отмечается расширение площадей, занятых сезонно переувлажнен ными почвами, связанное с повышением уровня грунтовых вод. Как следствие, автоморфные черноземы подвергаются интен сивному переувлажнению, приводящему к их деградации и нарушению однородности полей и структуры почвенного покрова, а также приобретают признаки гидроморфных почв, не соответствующих их генезису. Локальное переувлажнение затрагивает течение и направленность всех почвенных процессов. При локальном переувлажнении, в первую очередь, отмечаются измене ния в агрегатно-структурном состоянии верхних пахотных горизонтов почвы. Целью наших исследований было изучение средневзвешенного диаметра частиц при сухом просеивании в зависимости от степени проявления гидроморфизма в почвах Каменной Степи.

Объектами исследований послужили почвы, находящиеся в режиме интенсивного антропогенного воз действия - чернозем обыкновенный пашни (автоморфный) и лугово-черноземная почва пашни (гидроморфный аналог на пахотном участке около заповедника «сурчиный»), а также почвы на залежных степных участках, на ходящихся в режиме косимой степи более 100 лет (с конца 19 века) и лугово-черноземные почвы сезонно пере увлажненного комплекса западнее л.п. №131, расположенные на приводораздельной верхней части склона в сторону балки Таловая. Это полугидроморфная лугово-черноземная почва на выпуклой части склона, не затап ливаемая поверхностными водами весной, и гидроморфные почвы - черноземно-луговая солончаковатая слабо засоленная почва на равнинном понижении на переходе от выпуклой к вогнутой части склона с коротким пе риодом поверхностного затопления и черноземно-луговая солончаковатая слабозасоленная почва в ложбино образном понижении на вогнутой части склона, подвергающаяся длительному сезонному затоплению. Рас сматриваемые почвы имеют различия в степени увлажнения, влияющем на параметры физического состояния почв. В наших исследованиях структурный состав почв был определен методом Саввинова по слоям 0-10,10- см и т.д. до 1 м.

С усилением степени проявления гидроморфизма происходит увеличение средневзвешенного диаметра частиц. На залежи автоморфной (чернозем обыкновенный залежи 1882 г.) на глубине 0-10 см он составил 4, мм, на залежи гидроморфной (черноземно-луговая почва залежи 1885 г.) увеличился до 4,91мм (таблица). В подпахотных горизонтах почвы на глубине 40-50 см средневзвешенный диаметр частиц в почвах гидроморф ного ряда превышает аналоги автоморфных почв в 2 и более раз. На почве залежи гидроморфной размер частиц равняется 6,57 мм по сравнению с 2,91 мм на почве залежи автоморфной. Такая же закономерность прослежи вается в переходных и подгумусовых горизонтах почвы. В слое 60-70 см диаметр частиц почвы гидроморфной залежи превышал в 1,7 раза и составил 6,35 мм по сравнению с 3,68 мм для почвы залежи автоморфной. Для слоя 90-100 см различие сглаживается, но все же остается закономерность увеличения диаметра почвенных частиц на почвах лугового ряда - 6,92 мм по сравнению с 6,42 мм.

332   1. Чернозем 2. Черноземно- 3. Чернозем залежи 1882 г. залежи 1885 г. на пашне 1952 г.

Глуби- Диам., Глуби- Диам., Глуби- Диам., Глуби- Диам., Глуби- Диам., Глуби- Диам. Глуби- Диам., 90-100 6, Для пахотных почв на гидроморфных аналогах черноземных почв по всем горизонтам (0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 см) происходит увеличение средневзвешенного диаметра частиц. Для гидроморфной пашни по вы шеуказанным глубинам он составил 6,13;

6,68;

6,93;

6,05;

6,03 мм, что выше по отношению к автоморфной пашне – 3,21;

3,50;

3,35;

3,23;

3,39 мм соответственно. Для почв сезонно переувлажненного комплекса западнее л.п. 131 с усилением гидроморфизма диаметр частиц по глубинам распределяется не равнозначно. Так, на глубине 0-10 см диаметр частиц в почве на равнинном понижении характеризуется величинами порядка 5,77 мм, по сравнению с 4,07 мм для почвы на повышении. В почве ложбинообразного понижения он составил 5,50 мм. В слое 20-30 см происходит, наоборот, уменьшение диаметра частиц для почв понижения до 5,16 мм по сравнению с 6,63 мм для почвы повышения, максимальную величину он имеет в почве ложбинообразного понижения – 6,90мм. В подпа хотном слое 40-50 см отмечается уменьшение диаметра частиц до 4,77 мм в почве понижения. На почвах повы шенного элемента рельефа при этом диаметр почвенных частиц составлял 5,80 мм и 5,62 мм почвы ложбинооб разного понижения. На глубине 90-100 см в почве повышения диаметр частиц был равен 5,32 мм.

Таким образом, с нарастанием степени проявления гидроморфизма происходит увеличение средневзве шенного диаметра частиц определяемого сухим просеиванием. Более высокая структурность почв залежи связана с ее ненарушенным состоянием и произрастанием естественной растительности, что приводит к большему накоп лению гумуса и зольных элементов при их разложении. В составе гумуса залежи преобладают очень сложные мо лекулы гуминовых кислот, придающие прочность структурным фракциям. Почти полная насыщенность почвен ного поглощающего комплекса кальцием и магнием, мощная сильноразветвленная корневая система естествен ной растительности с тончайшей сетью мелких корешков, а также многочисленное количество дождевых червей создают поистине уникальную зернистую структуру с преобладанием агрегатов от 1 до 5мм. Ухудшение структу ры на пашне проявляется в основном за счет увеличения макроагрегатов. Уменьшение корневой массы и количе ства червей в пахотном слое, увеличение плотности сложения после прохода сельскохозяйственных машин, а также снижение концентрации гумусовых веществ в твердой фазе почвы приводит к образованию глыбистых аг регатов, которые при высыхании и взаимодействии с кальцием обладают высокой прочностью.

УДК: 631.417.721.

ЭМИССИЯ МЕТАНА ИЗ ПАХОТНОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

ПРИ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ВЛАЖНОСТИ

Всероссийский НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, Москва, Метан относится к главным продуктам микробной деструкции биомассы в нишах с низким окислитель но-восстановительным потенциалом. Рост атмосферной концентрации метана в 2,5 раза за последние 200 лет важен как фактор, воздействующий на глобальный климат. Почва — крупнейший источник и сток СН4. Хотя экс перименты с почвенными мезокосмами в контролируемых условиях существенны для характеристики процессов педосферного звена цикла углерода, к настоящему времени имеются лишь немногочисленные данные об эмис сии метана в таких экспериментах. В случае минеральных почв исследования проводились почти исключительно с затопляемым рисом;

для других культур и для почв естественных ландшафтов они единичны [1, 2]. В настоящей работе была поставлена цель охарактеризовать при контролируемых уровнях влажности динамику потоков СН между пахотной почвой и атмосферой в масштабе времени от нескольких часов до нескольких месяцев.

Вегетационный опыт был проведен с мая по декабрь 2008 г. в вегетационном домике кафедры агрохи мии Российского государственного аграрного университета (г. Москва). Использована легкосуглинистая дер Рис. 1. Сезонная динамика выделения метана из почвы (линии погреш- янно высокая (65 % полной влаго емкости, что соответствует 38–70 % наименьшей влагоемкости). Для опыта использованы сосуды Вагнера;

за данную влажность поддерживали поливом по массе. Повторность опыта 3-кратная.

Выделение метана из почвы измеряли статическим камерным методом [6]. Продолжительность экспози ции камеры 23–25 ч;

для характеристики суточной динамики выделения СН4 было также выполнено 15 после довательных измерений в течение 70 ч, время экспозиции в этом случае составляло 3 ч. В течение экспозиции из камеры отбирали по 6 проб воздуха;

определение метана проводили на газовом хроматографе «Кристалл 2000М» с пламенно-ионизационным детектором. Для наблюдения за температурой в почве на глубине 10 см были постоянно помещены электронные датчики Thermochron iButton DS1921. Зависимость выделения Е мета на от температуры Т почвы аппроксимировали выражением lnE = 0,1 · lnQ10 · T + A, где Q10, A — постоянные.

Для оценки потенциальной активности образования метана 20 августа были взяты образцы почвы (из слоев 2–5 и 12–15 см) из одного сосуда каждого варианта опыта. По 3 навески каждого образца (масса навески при естественной влажности 50 г) инкубировали в герметично закрытых флаконах при 25 С в течение 30 сут;

газовой фазой служил N2. Определение концентрации СН4 за время инкубации выполняли 3-кратно.

В течение вегетационного эксперимента во всех вариантах имела место эмиссия метана в атмосферу (рис. 1). Даже при пониженной влажности почвы нетто-поглощение ни в одном случае не наблюдалось. В по левых условиях оно типично для минеральных почв и было зафиксировано на опытных участках РГАУ [7].

Следует отметить, что при инкубации образцов почвы всех вариантов вегетационного опыта с воздухом в каче стве газовой фазы наблюдался рост концентрации СН4. Весьма низкая метанотрофная активность в опыте мо жет объясняться малой исходной численностью популяции почвенных метанотрофов в использованном слое 0– 10 см либо отрицательным воздействием разрушения агрегатов и подсушивания при подготовке почвы.

При постоянно высокой влажности максимальные значения эмиссии метана, наблюдавшиеся с июля по сентябрь, были на 2–3 порядка выше, чем при переменной. В варианте с переменным увлажнением и посевом ячменя измерения, проведенные в июле и начале октября через 5–7 дней после повышения влажности, зафик сировали увеличение эмиссии. Этот эффект вероятно, объясняется использованием метаногенным микробным сообществом легкодоступного органического вещества, которое отсутствует в варианте без растений. В целом Рис. 2.  Зависимость выделения метана от температуры почвы;

4–7 июля;

вариант без растений, переменная влажность (линии погрешностей соответствуют стандартным ошибкам;

p — уро вень значимости для корреляционной связи).

334   место тесная связь между выделением СН4 и температурой почвы (на рис. 2 показаны данные для одного из ва риантов опыта). Причиной этой связи может быть температурная зависимость метаногенеза, а также изменение скорости массообмена с атмосферой вследствие конвекции. Динамика температуры почвы характеризуется за паздыванием по отношению к температуре воздуха;

это обусловливает вечером и утром соответственно восхо дящее и нисходящее передвижение почвенного воздуха, имеющего повышенную концентрацию метана.

Различия вариантов опыта по потенциальной активности продукции метана, измеренной в конце лета, оказались аналогичными различиям по уровню эмиссии. При этом для почвы с постоянно высокой влажностью метаногенная активность в слое 12–15 см была на 2 порядка выше по сравнению со слоем 2–5 см, что, вероят но, связано с бльшей амплитудой кратковременных изменений влажности в приповерхностном слое.

Автор благодарит Г.Г. Суворова, Э.А. Томутову, К.П. Хайдукова за участие в выполнении измерений, Н.М. Власенко, Е.Н. Ефремова, Л.К. Шевцову (Всероссийский НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова), В.В. Говорину, В.В. Кидина, Н.Ф. Хохлова (Российский государственный аграрный университет – МСХА им.

К.А. Тимирязева), Л.Е. Дулова, В.К. Некрасову (Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского), А.А. Сирина (Институт лесоведения РАН) за критически важное для выполнения работы практическое содей ствие.

1. Boon P.I., Mitchell A., Lee K. Effects of wetting and drying on methane emissions from ephemeral floodplain wetlands in south-eastern Australia // Hydrobiologia. 1997. Vol. 357. P. 73–87.

2. Kanerva T., Regina K., Ramo K., Karhu K., Ojanpera K., Manninen S. Mesocosms mimic natural meadows as regards greenhouse gas fluxes and potential activities of nitrifying and denitrifying bacteria // Plant and soil. 2005. Vol. 276. P. 287– 3. Гречин И.П. Почвы опытной станции полеводства ТСХА // Изв. ТСХА. 1955. Вып. 1 (8). С. 127–144.

4. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 341 с.

5. World reference base for soil resources 2006.2nd ed. Rome: FAO, 2006. 128 p.

6. Mosier A.R. Chamber and isotope techniques // Exchange of trace gases between terrestrial ecosystems and the atmosphere.

Chichester et al.: Wiley, 1989. P. 175–187.

7. Чистотин М.В., Шевцова Л.К., Сафонов А.Ф. Сезонная динамика потоков метана из пахотной дерново-подзолистой почвы в зависимости от возделываемой культуры и применения удобрений // Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии. Пущино, 2007. С. 70–71.

УДК 631.

ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ РЕАГЕНТОВ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ

ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург Одним из интегральных показателей биологической активности почв является почвенное дыхание. Важ нейшим его источником является суммарная продукция углекислого газа почвенными микроорганизмами деструкторами органического вещества.

Почвенное дыхание является одной из важнейших функций почв, которая заключается в регулировании химического состава биосферы и лежит, таким образом, в основе планетарного круговорота газов. Поэтому да же незначительные нарушения дыхания почв могут привести в глобальном масштабе к серьезным изменениям концентрации углекислого газа в атмосфере (Ершов, 2004;

Заварзин, Кудеяров, 2006).

В современной научной литературе сведения о микробиологическом состоянии почв, загрязненных проти вогололедными реагентами (ПГР), немногочисленны, а данные о влиянии различных доз ПГР на интенсивность почвенного дыхания практически отсутствуют. В настоящее время установлено, что бесконтрольное использова ние различных ПГР на основе солей хлора, в результате негативного воздействия на физико-химические свойства почвы, приводит к гибели значительной части почвенной микрофлоры, к сокращению ее видового разнообразия и изменению структуры микробных сообществ (Васильев, 2008;

Кадыров и др., 2008;

и др.).

Однако известно, что некоторые микроорганизмы обладают высокой устойчивостью к действию высо ких концентраций солей в почве. Так, было установлено, что микроорганизмы-деструкторы нефтепродуктов, представители р. Pseudomonas, достаточно устойчивы к ПГР. Содержание хлористого кальция в среде до 3% не оказывало на них токсического действия (Касаткин, Селицкая, 2007).

Целью настоящей работы являлось изучения влияния различных ПГР (Айсмелта, Нордвэя и Техниче ской соли) на биологическую активность окультуренной дерново-подзолистой почвы Ленинградской области.

В условиях лабораторного модельного опыта образцы исследованной почвы загрязнялись возрастающими до зами ПГР: 20, 50 и 150 г/м2. Контролем служила чистая, незагрязненная ПГР почва. Показателем биологиче ской активности почвы служила интенсивность продуцирования почвой углекислого газа. Эмиссию СО2 опре деляли методом Э.А. Головко (Головко, 1971). Статистически обработанные результаты исследования пред ставлены на рисунке.

Как показывает диаграмма, минимальные для опыта концентрации Айсмелта и Технической соли не оказывали существенного влияния на биологическую активность исследованной почвы. Это свидетельствует об устойчивости почвенных микробиоценозов к невысокому уровню загрязнения указанными реагентами и, следовательно, о возможности их использовании в дозах 20 г/м2 для удаления слоя наледи на дорогах.

Более высокие концентрации указанных ПГР (50 и 150 г/м2) снижали активность дыхания загрязненной почвы по сравнению с контролем примерно в 2 раза.

Рис. 2.  Интенсивность дыхания дерново-подзолистой поч вы, загрязненной противогололедными средствами.

на 63 и 74% по сравнению с контролем.

Отсутствие информации о химическом составе реагента Нордвэй не позволяет понять причину его столь сильной стимуляции микробной активности. Однако в научной литературе имеются сведения, что многие тех ногенные загрязнители в различных диапазонах концентраций повышают потребности почвенных микроорга низмов в субстрате, что приводит к усилению процессов минерализации, а, следовательно, и повышению эмис сии углекислого газа в атмосферу (Регуляторная роль почвы…, 2002;

Помазкина и др., 2009).

Также можно предположить, что в состав реагента Нордвэй входят органические вещества, которые и вызвали вспышку биологической активности исследованной почвы. Однако независимо от того, что явилось причиной интенсификации почвенного дыхания, гипертрофированная биологическая активность скорее ведет к разрушению экосистемы, чем к ее поддержанию. Для природных экосистем должен быть свой оптимум микро биологической активности, и выход за его пределы, как в сторону понижения, так и в сторону повышения вре ден (Звягинцев, 1987). Для получения более полной картины влияния нового реагента на почвенную микробио ту и прогноза возможных последствий его применения необходимо провести дополнительные исследования.

Из проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Минимальные дозы реагентов Айсмелт и Техническая соль, 20 г/м2, не оказывали существенного влияния на интенсивность выделения почвой углекислого газа. Это свидетельствует об устойчивости почвен ных микробиоценозов к невысокому уровню загрязнения указанными реагентами и, следовательно, о возмож ности их использовании в дозах 20 г/м2 для удаления слоя наледи на дорогах.

2. Высокие дозы Айсмелта и Технической соли, 50 и 150 г/м2, оказались для микрофлоры высокоток сичными и снижали интенсивность дыхания загрязненной почвы по сравнению с контролем примерно в 2 раза.

При такой степени деградации восстановление почвенного микробиоценоза затруднено или практически не возможно. Поэтому применение этих реагентов в указанных концентрациях необходимо запретить.

3. Реагент Нордвэй в изученных дозах оказывал сильный стимулирующий эффект на интенсивность выделения почвой углекислоты, увеличивая ее более чем на 60% по сравнению с контролем. Сильная интенси фикация биологической активности так же вредна для экосистемы, как и ее ингибирование. Поэтому исследо вания, направленные на установление оптимальных для почвенной биоты доз нового реагента и возможных последствий его применения, необходимо продолжить.

1. Васильев П.А. Экологические проблемы, связанные с применением противогололедных реагентов в условиях горо да// Тез. докладов ХV межд. конф. «Ломоносов-2008», секц. «Почвоведение», 8-12 апреля 2008 г., Москва. М.: изд во МГУ, 2008. С. 12-13.

2. Головко Э.А. О методах изучения биологической активности торфяных почв// Мат. научн. конф. по методам мик робиол. и биохим. исследований почв, Киев, 28-31 окт., 1971. Киев, 1971. С.68-76.

3. Заварзин Г.А., Кудеяров В.Н. Почва как главный источник углекислоты и резервуар органического углерода на тер ритории России// Вестник Российской Академии Наук, 2006, том 76, №1. С. 14-24.

4. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: изд-во МГУ, 1987. 256 С.

5. Ершов Ю.И. Органическое вещество биосферы и почвы. Новосибирск: Наука, 2004. 104 с.

6. Кадыров Д.Э., Лихачев А.Н., Хомяков Д.М., Щигрива М.М. Действие жидких противогололедных реагентов на со став микробиоты дерново-подзолистой почвы в условиях мегаполиса// Вестник Российский военно-медицинской академии. 2008, № 3, приложение 2. С. 343.

7. Кречетов П.П., Алябина И.О. Оценка потенциального экологического риска техногенного воздействия на экосисте мы// Мат. межд. конференции «Природопользование в районах со сложной экологической ситуацией», Тюмень, 19 марта 1999 г. Тюмень: изд-во Тюменского гос. ун-та, 1999. С. 24-27.

8. Помазкина Л.В., Семенова Ю.В., Стеренчук А.В. Вклад агроэкосистем в формирование бюджета углерода на тер ритории Иркутской области// Изв. Самарского научн. центра РАН. 2009. Т. 11, № 1. 212- 216.

9. Регуляторная роль почвы в функционировании таежных экосистем. Под ред. Г.В. Добровольского. М.: Наука, 2002.

336   УДК: 631.48 (571.52)

ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ПОТОКОВ УГЛЕРОДА В АГРОЦЕНОЗАХ ТУВЫ

В СВЯЗИ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ СИСТЕМОЙ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ

Красноярский государственный аграрный университет, г. Красноярск Тува – регион, в котором произошли наиболее существенные изменения в системе землепользования в связи с системным кризисом, охватившим Россию в начале 90-х годов прошлого столетия. Земледельческая территория Тувы распространяется преимущественно в Улуг-Хемской и частично Хемчикской и Турано Уюкской котловинах. Площадь сельскохозяйственных угодий в 1990 г., до начала земельной реформы, состав ляла 3574 тыс. га (табл. 1). Пахотные массивы в этот период достигали 430 тыс. га за счет освоения неустойчи вых к дефляции целинных почв легкого гранулометрического состава (каштановые – 69%, черноземы – 25% от площади пашни). На пастбищах площадью 3087 тыс. га происходило необоснованное наращивание поголовья овец до размеров, не соответствующих кормовой базе, что также усиливало процессы деградации почв и опус тынивания земель.

Резкое уменьшение площади земель сельскохозяйственного назначения в регионе наблюдается с 2000 г.

Так, в 2000 г. по сравнению с 1990 г. площадь сельскохозяйственных угодий уменьшилась в 1,4 раза, пашни в 2,8 раз, пастбищ в 1,4 раза. В 2008 г. площадь сельскохозяйственных угодий снизилась уже почти в 3 раза, пашни в 7 раз, а площадь залежных земель увеличилась в 38 раз. Это определяет смену процессов деградации почв процессами их восстановления. Новые тенденции в землепользовании региона отражаются на величине и направленности основных потоков углеродного цикла и требуют сравнительной оценки запасов и баланса ор ганического углерода в агроценозах до и после 2000 г. Поэтому оценка углеродного баланса в агроценозах Ту вы, полученная нами в результате исследований в течение 1980-2000 г.г., рассматривается как базовая.

Основой методологии исследований служил системный подход. Агроценоз представляется как система взаимосвязанных блоков «растительность» - «почва». Каждый из блоков, взаимодействуя с атмосферой, под разделяется на субблоки: надземная и подземная фитомасса полевых культур и сорняков, легкоминерализуемая и стабильная фракции органического вещества почвы. Пул органического углерода (С) в блоках формируется и поддерживается за счет таких потоков как продуцирование, отчуждение с урожаем, отмирание фитомассы и образование мортмассы, разложение (минерализация и гумификация) мортмассы, минерализация почвенного гумуса. Запас С (т га-1 или тыс. т на всю площадь) и интенсивность потоков (т га-1 год или тыс. т год-1) – глав ные параметры углеродного цикла. Соотношение между чистой первичной продукцией (NPP) и гетеротрофным дыханием (Rh) определяет величину чистой экосистемной продукции (NEP) или бюджет углерода (сток для СО2 атмосферы или его источник в атмосферу). Для определения показателей углеродного бюджета использо вались публикованные, архивные и экспериментальные данные.

Посевная (и паровые поля) площадь в Туве за период 1980-2000 г.г. в среднем составляла 245 тыс. га.

Под зерновыми культурами занято 60%, кормовыми – 39%, из них под однолетними и многолетними травами – 23%. Гумусное состояние почв оценивается средним, низким и очень низким уровнями. Гумус пахотного слоя почв аккумулирует 5-25 т С га-1 в форме подвижных соединений. Запасы гумуса, устойчивого к минерализации и прочно связанного с минеральной частью почвы, составляют в среднем 17 т С га-1, изменяясь от 61-66 т С га- в черноземах до 14-28 т С га-1 в каштановых почвах. В целом, почвы пахотных массивов Тувы депонируют 11647 тыс. т С в слое 0-20 см, из которых 29% приходится на легкоминерализуемое органическое вещество и 71% на стабильный гумус. Основная часть запасов гумуса концентрируется в массивах каштановых почв (64% от всех запасов в пахотных почвах).

Годичная продукция в надземной сфере зерновых агроценозов Тувы в период 1980-2000 г.г. равняется 1,88-1,90 т с га-1, подземной – 0,99 т С га-1. Величина NPP пшеницы не отличается от NPP зерновых культур.

При этом, она значительно ниже, чем в агроценозах Хакасии и Красноярского края. Значительную долю в про дуктивность кукурузы, в отличие от пшеницы, вносят подземные органы растений (1,70-2,60 т С га-1). Годичная продукция однолетних трав возрастает до 3,22-4,55 т С га-1, где надземные и подземные органы имеют одина ковую долю в NPP. Агроценозы многолетних трав, возделываемые преимущественно при орошении, создают самую высокую продукцию (6,93-8,42 т С га-1), не уступающую величине продукции естественных травяных экосистем. Вклад кор ней многолетних трав в продукцию составляет тофеля в регионе ха- Земли сельскохо рактеризуются невысо- зяйственного на- 4923,8 4610,0 6812,2 6624,2 3161,9 1219,9 1582, кой интенсивностью значения продуцирования орга- Из них: сельско нического вещества хозяйственные 4623,2 3692,0 3573,6 3116,7 2491,9 855,8 1242, (0,86-1,45 т С га-1). угодья роценозов Тувы, рассчи Табл. 2. Бюджет углерода в агроценозах Тувы (1980-2000 гг.) полевой культуре, составляет 765 тыс.

ное вещество – продукция» (468 тыс. т С год-1).

Суммарная аккумуляция углерода в агроценозах Тувы (блоки «растительное вещество» и «органическое вещество почвы») достигает 12412 тыс. т. Следовательно, 94% углерода, аккумулированного в агроценозах, на ходится в почве и 6% - в надземной и подземной фитомассе.

Величина отчуждения углерода с урожаем полевых культур, выращиваемых на пашне Тувы, равняется в среднем за анализируемый период 374 тыс. т год-1 (1,53 т С га-1 год-1). Летнее поступление растительных остат ков в почву достигает 30% от суммарного их поступления за весь вегетационный период. Основные запасы свежей мортмассы формируются осенью, после уборки урожая, за счет пожнивных и корневых остатков. Оцен ки возврата углерода в почву с растительными остатками зависят от вида сельскохозяйственной культуры и ин тенсивности прироста их надземных органов и корней, обеспеченности почвы питательными элементами и во дой. Максимальные оценки поступления растительных остатков отмечаются в агроценозах многолетних трав, минимальные – в полях корнеплодов и картофеля.

Минерализационный поток углерода формируется при разложении растительных остатков и минерали зации почвенного гумуса. Интенсивность разложения определяется в первую очередь запасом и химическим составом растительного субстрата в почве. Как правило, поступление новых порций свежего растительного ма териала, обусловливая «затравочный эффект», повышает интенсивность процесса разложения. Дефицит поч венной влаги обычно не лимитирует процессы распада растительных остатков. Влияние температуры на интен сивность и скорость их разложения значительно выше фактора влажности. В суммарном минерализационном потоке доля распада растительных остатков преобладает, но в отличие от других регионов, возрастает и еже годная минерализация гумуса. Величина суммарного минерализационного потока углерода в агроценозах Тувы равняется 470 тыс. т год-1 (1,92 т га-1год-1).

Соотношение между количественными оценками выхода углерода в процессах минерализации расти тельных остатков и отчуждения с урожаем в агроценозах очень варьирует. В полях зерновых культур чаще все го преобладает поток отчуждения с урожаем, а в полях кукурузы, картофеля и многолетних трав – минерализа ционный поток углерода.

На синтез нового гумуса при разложении растительных остатков в паровых полях приходится только 7%, кукурузы и картофеля -12-15%, зерновых культур, однолетних и многолетних трав – 22-28%. Его дополни тельная аккумуляция наблюдается в почвах под многолетними травами. Однако это не исключает здесь потери подвижного гумуса. Он также как и под другими сельскохозяйственными растениями подвергается минерали зации. Как правило, небольшие запасы растительных остатков и невысокая интенсивность их разложения вле чет за собой увеличение потерь подвижного гумуса. Поэтому в почвах сухостепной зоны они наибольшие.

Выход углерода из агроэкосистемы слагается из отчужденного с урожаем и выделившегося в процессах минерализации мортмассы и гумуса, составляя 844 тыс т (3,45 т га-1 год-1) на всю земледельческую площадь ре гиона. Баланс углерода на момент 1980-2000 г.г. нарушен, ежегодные потери достигают 80 тыс. т С (0,33 т С га год-1), свидетельствуя о том, что земледельческая территория Тувы выступает источником диоксида углерода в атмосферу. Это же обусловливает неустойчивое плодородие почв. Современные изменения в структуре зем лепользования вследствие перехода малоплодородных пахотных угодий в залежные земли способны компен сировать некоторую часть эмиссии СО2 путем дополнительного связывания углерода. Дальнейшее накопление экспериментальных данных предполагает осуществлять мониторинг углеродного бюджета и оценку некоторых неопределенностей величины минерализационного потока.

Работа выполнена при поддержке целевой программы Рособразования «Развитие научного потенциала высшей школы» (проект №ТП-09-03) и Тывинского государственного университета (гранты ВТ-08-08, ИК-09-01).

УДК 630*524.634 + 630*

О СОСТОЯНИИ ПОЧВ И ЛЕСОНАСАЖДЕНИЙ

В КУНГАКСКОМ ОПЫТНОМ СТАЦИОНАРЕ УФИМСКОГО ПЛАТО РБ

Филиал ФГУ ВНИИЛМ «Башкирская научно-исследовательская лесная опытная станция», г. Уфа В современных условиях почвы и лесонасаждения Башкортостана, в том числе Уфимского плато, под вергаются воздействию промышленных выбросов прилегающих к нему предприятий. В результате длительного загрязнения атмосферы кислотными соединениями и попадания их на почву наблюдается накопление в ней се ры. Минеральных форм азота,а также тяжелых металлов, ухудшаются агрохимические, биохимические свойст ва почв. Это в свою очередь ведет к гибели подроста ели и пихты, а так же может привести к деградации лес ной экосистемы рассматриваемого региона [1].

338   Имеющиеся сведения о свойствах почв и почвенного покрова, где проводится обычно ин тенсивное использование лесных ресурсов, не достаточны для сугубо регионального подхода к ведению лесного хозяйства с учетом водорегули рующих, климаторегулирующих, почвозащит ных и других полезных функций леса.

Целью настоящей работы является изуче ние состояния почвенных условий в условиях произрастания темнохвойно-широколиственных насаждений. Общая площадь лесов республики 6,3 млн.га. Они занимают 38% её территории.

Основной их массив – горно-лесная зона нахо дится в северо-восточной части республики на Уфимском плато. Лесные насаждения как возоб новляемый ресурс являются динамичной биогео ценотической системой, стабилизирующей среду обитания человека. Леса Уфимского плато отне сены к категории горных, однако до настоящего времени преобладающая часть общей площади  отнесена ко II группе эксплуатационных лесов, где проводятся лесохозяйственные мероприятия.

В целях всестороннего изучения были зало жены постоянные пробные площади (ПП) и поч венные разрезы (Р), определены физико-химичес кие показатели почв, используя общепринятые ме тоды в лесоведении и почвоведении [2,3,4,5].

Опытный стационар «Ахуново-гора» рас положен по коренному берегу р. Сарс на склоне западной экспозиции, крутизной 15-200. Он отве ден в 1982 году к.с.-х н. с. н. с. Башкирской ЛОС Р.С.Чурагуловым для разработки методов оценки последствий лесопользования и ведения хозяйст ва в этих лесах. Опытный участок находится в км на юго-восток от д.Ахунова (56023 с.ш., Табл. 1. Наличие подроста в насаждении, сформированном Кунгаковского участково кинское лесничество».

сохраненным подростом ди 60 га.

мени здесь естественным 3Е1П4Б2Лп, полнотой 0,8, Табл. 2. Водно-физические свойства тяжелосуглинистых почв бонитетом II. Тип леса – ноте 0,7 высота дерева со ставляет – 23 м, диаметр на древостоя - 381 м3/га. Рас сматриваемый участок не однороден в отношении по (табл. 1).

На опытном участке выделены серогумусовые метаморфизированные тяжелосуглинистые слабощебни стые почвы отдела органо-аккумулятивных [1]. Они получили свое формирование на элювиально делювиальных бурых суглинках с примесью бескарбонатных твердых горных пород. На поверхности почвы и по профилю встречаются щебенки величиной 4 - 15 см. Структура органо-аккумулятивного горизонта характе ризуется как порошисто-крупнозернисто-ореховатая.

Морфологическое строение генетических горизонтов серогумусовых почв представлено следующими формулами:

1. Верхняя треть склона - А0 (2) + АY (10) + Cm (12) + С D (15);

2. Средина склона - А0 (2) + АY (13) + Cm (14) + DС(18);

3. Нижняя часть склона - А0 (3) + АY (16) + Cm (14) + СD (57).

По мере продвижения вниз по склону, мощность профиля увеличивается, щебнистость - уменьшается. В нижней части склона профиль почвы более сформирован, имеет значительную мощность, превышающую в раза почв, находящихся в верхней трети склона (табл. 1).

Для формирования и роста хвойных пород в раннем возрасте большое значение имеет водный режим почв.

Из данных приведенных в табл. 2 видно, что плотность сложения и запас влаги в исследуемых почвах различают ся в зависимости от расположения в различных частях рельефа и количества подроста (молодых деревцев).

Табл. 3. Физико-химические показатели органогенного горизонта почв № Физико-химические показатели 1. Чурагулов Р.С. Экология лесов Южного Урала. М., Полтекс, 1999. - 433 с.

2. Агрохимические методы исследования почв. М., Наука, 1975, с. 436.

3. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М., 1986, 416 с.

4. Кураев В.Н. Требования к механической обработке почвы под лесные культуры на вырубках в зоне смешанных ле сов и подзоне южной тайги ( рекомендации). М., 1986. – 20 с.

5. Побединский А.В., Желдак В.И. Особенности рубок ухода в лесах с ограниченным режимом лесопользования. Лес ное хозяйство, 1989, №9, - С.24-27.

6. Полевой определитель почв России. –М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева. 2008. –182 с.

УДК: 576.851.13: 581.13: 631.

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ СТИМУЛЯЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ

РИЗОСФЕРНЫМИ БАКТЕРИЯМИ

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской обл.

  ядом исследований установлена стимуляция роста растений внесением в почву ризосферных бактерий р.

Pseudomonas, главным образом, как агентов биоконтроля – защиты растений от фитопатогенных микроорганиз мов (Смирнов, Киприанова, 1990), а также вследствие образования бактериями физиологически активных соеди нений, в частности, индолилуксусной кислоты и увеличения выноса питательных элементов растениями (Vanura, 1989;

Glick et al., 2007). Однако роль этих факторов в стимуляции роста растений исследована недостаточно.

При изучении продуцирования ИУК ростстимулирующими бактериями P. fluorescens 20 и P. putida 23 в процессе выращивания в периодическом режиме с добавлением триптофана выявлены два максимума накоп ления ИУК в культуральной жидкости. Первый максимум приходился на экспоненциальную фазу роста, через 9-11 ч с момента посева бактериальных клеток в питательную среду, второй – основной по величине – совпадал по времени с переходом культур в стационарную фазу роста. Скорость роста обеих культур в экспоненциаль ной фазе была не постоянной. За интенсивным ростом после 5-7 ч выращивания следовало его замедление ( часовая культура), затем рост снова становился активным. По времени оба максимума ИУК, продуцируемой как P. fluorescens 20, так и P. putida 23 совпадали со снижением удельной скорости их роста, а увеличение по следней – с уменьшением образования ИУК бактериальными клетками. Причиной снижения скорости роста бактерий при выращивании в периодическом режиме может быть любой стрессовый фактор, чаще всего – это 340   лимитирование питательных субстратов и др. (Шлегель, 1987). Выделение ИУК бактериями в неблагоприятных условиях, на наш взгляд, может иметь большое функциональное значение, повышая вероятность образования ассоциации “растение – микроорганизм”. Образование такого ассоциата – способ решения проблемы питания, сохранения жизнеспособности и, наконец, приобретение селективного преимущества В вегетационном опыте, проведенном по методу изолированного питания, с разделением корневой сис темы кукурузы на 2 пряди, развивающиеся по отдельности в отсеках с песком и почвой и инокулированные смешанной культурой бактерий P. fluorescens 20 и P. putida 23, установлена роль интродуцированных в ризо сферу бактерий в поглощении элементов минерального питания растениями. Наибольшее увеличение накопле ния в зеленой массе кукурузы минеральных элементов отмечено, когда корневая прядь и бактерии были лока лизованы в отсеке с почвой. Несомненно, одной из причин увеличения выноса элементов минерального пита ния биомассой растений является непосредственное влияние бактерий на растворимость труднодоступных рас тениям соединений почвы в результате образования органических кислот (Grimes, Mount, 1984). Установлено также, что флуоресцирующие псевдомонады в условиях дефицита Fe обладают повышенной способностью из влекать его из труднорастворимых соединений, в том числе в почве, образуя сидерофоры – низкомолекулярные органические соединения, характеризующиеся повышенным сродством к Fe(III) (Loper, Buyer, 1991;

Glick et al., 2007). Растения, а также микроорганизмы способны использовать Fe, связанное микробными сидерофорами, в том числе продуцируемыми бактерией P. putida (Bar-Ness et al., 1991).



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |
 




Похожие материалы:

«Посвящается 60–летию Ботанического сада-института ДВО РАН RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES FAR EASTERN BRANCH BOTANICAL GARDEN-INSTITUTE PLANTS IN MONSOON CLIMATE Proceedings of V Scientific Conference Plants in Monsoon Climate (Vladivostok, October 20–23, 2009) V Vladivostok 2009 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ БОТАНИЧЕСКИЙ САД-ИНСТИТУТ РАСТЕНИЯ В МУССОНОМ КЛИМАТЕ Материалы V научной конференции Растения в муссонном климате (Владивосток, 20–23 октября 2009 г.) V Владивосток УДК ...»

«2nd International Scientific Conference Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development Hosted by the ORT Publishing and The Center For Social and Political Studies “Premier” Conference papers June 22, 2013 Stuttgart, Germany 2nd International Scientific Conference “Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development”: Papers of the 1st International Scientific Conference. June 22, 2013, Stuttgart, Germany. 168 p. Edited by Ludwig Siebenberg Technical Editor: ...»

«Национальная академия наук Беларуси Центральный ботанический сад Отдел биохимии и биотехнологии растений Биологически активные вещества растений – изучение и использование Материалы международной научной конференции (29–31 мая 2013 г., г. Минск) Минск 2013 Организационный комитет конференции: УДК 58(476-25)(082) Титок В.В., доктор биологических наук, доцент (председатель) ББК 28.5(4Беи)я43 (Беларусь) О-81 Решетников В.Н., академик, доктор биологических наук, профес сор (сопредседатель) ...»

«Национальная академия наук Беларуси Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича Научно-практический центр по биоресурсам Центральный ботанический сад Институт леса Материалы II-ой международной научно-практической конференции ПРОБЛЕМЫ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ Минск, Беларусь 22–26 октября 2012 г. Минск Минсктиппроект 2012 УДК 574 П 78 Редакционная коллегия: В.И. Парфенов, доктор биологических наук, академик НАН Беларуси В.П. ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Международная академия авторов научных открытий и изобретений (МААНОИ) ФГБОУ ВПО Горский государственный аграрный университет Республиканская общественная организация АМЫРАН МАТЕРИАЛЫ VIII Международной научно-практической конференции АКТУАЛЬНЫЕ И НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ (Часть 2) посвященной 75-летию со дня рождения ученого - микробиолога и агроэколога, Заслуженного работника высшей школы РФ, Заслуженного деятеля науки ...»

«- ЦИ БАЙ-ШИ Е.В.Завадская Содержание От автора Бабочка Бредбери и цикада Ци Бай-ши Мастер, владеющий сходством и несходством Жизнь художника, рассказанная им самим Истоки и традиции Каллиграфия и печати, техника и материалы Пейзаж Цветы и птицы, травы и насекомые Портрет и жанр Эстетический феномен живописи Ци Бай-ши Заключение Человек — мера всех вещей Иллюстрации в тексте О книге ББК 85.143(3) 3—13 Эта книга—первая, на русском языке, большая монография о великом китайском художнике XX века. ...»

«УДК 821.0(075.8) ББК 83.3(5 Кит)я73 Г. П. Аникина, И. Ю. Воробьёва Китайская классическая литература: Учебно- методическое пособие. В пособии предпринята попытка представить китайскую классическую литературу как важнейшую часть культуры Китая. Главы, посвящённые поэзии, прозе и драматургии, дают представление об общем процессе развития китайской литературы, об её отдельных памятниках и представителях. В пособии прослеживается одна из главных особенностей китайской культуры – преемственность и ...»

«ЧЕРЕЗ ПЛАМЯ ВОЙНЫ 1941 - 1945 КУРГАНСКАЯ ОБЛАСТЬ ПРИТОБОЛЬНЫЙ РАЙОН Парус - М, 2000 К 03(07) 55-летию Победы посвящается Через пламя войны Составители: Г. А. Саунин, Е. Г. Панкратова, Л. М. Чупрова. Редакционная комиссия: Е.С.Черняк (председатель), С.В.Сахаров(зам. председателя), : Н.И.Афанасьева, Л.Н.Булычева, Ю.А.Герасимов, Н.В.Катайцева, А.Д.Кунгуров, Л.В.Подкосов, С.И.Сидоров, Н.В.Филиппов, Н.Р.Ярош. Книга издана по заказу и на средства Администрации Притобольного района. Администрация ...»

«Белорусский государственный университет Географический факультет Кафедра почвоведения и геологии Клебанович Н.В. ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ Пособие для студентов специальностей география географические информационные системы Минск – 2005 УДК 631.8 ББК Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук С.Е. Головатый кандидат сельскохозяйственных наук Рекомендовано Ученым советом географического факультета Протокол № Клебанович Н.В. Основы химической мелиорации почв: курс лекций для студентов ...»

« Делоне Н.Л. Человек Земля, Вселенная Моей дорогой дочери Татьяне посвящаю. Д е л о н е Н.Л. ЧЕЛОВЕК, ЗЕМЛЯ, ВСЕЛЕННАЯ 2 - е и з д а н и е(исправленноеавтором) Особую благодарность приношу Анатолию Ивановичу Григорьеву, без благородного участия которого не было бы книги. Москва-Воронеж 2007 Сайт Н.Л. Делоне: www.N-L-Delone.ru Зеркало сайта: http://delone.botaniklife.ru УДК 631.523 ББК 28.089 Д295 Человек, Земля, Вселенная. 2-е издание / Делоне Н.Л. - Москва-Воронеж, 2007. - 148 с. ©Делоне Н.Л., ...»

«Президентский центр Б.Н. Ельцина М.Р. Зезина О.Г. Малышева Ф.В. Малхозова Р.Г. Пихоя ЧЕЛОВЕК ПЕРЕМЕН Исследование политической биографии Б.Н. Ельцина Москва Новый хронограф 2011 Оглавление УДК 32(470+571)(092)Ельцин Б.Н. ББК 63.3(2)64-8Ельцин Б.Н. Предисловие 6 Ч-39 Часть 1. УРАЛ Глава 1. Детство Издано при содействии Президентского центра Б.Н. Ельцина Хозяева и Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям Курс — на ликвидацию кулачества как класса Высылка Колхозники Запись акта о ...»

«АССОЦИАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО КЛЕТОЧНЫМ КУЛЬТУРАМ ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ISSN 2077 - 6055 КЛЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ ВЫПУСК 30 CАНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2014 -2- УДК 576.3, 576.4, 576.5, 576.8.097, М-54 ISSN 2077-6055 Клеточные культуры. Информационный бюллетень. Выпуск 30. Отв. ред. М.С. Богданова. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. — 99 с. Настоящий выпуск посвящен памяти Георгия Петровича Пинаева — выдающегося ученого, доктора биологических наук, профессора, ...»

«Стратегия независимости 1 Нурсултан Назарбаев КАЗАХСТАНСКИЙ ПУТЬ КАЗАХСТАНСКИЙ ПУТЬ 2 ББК 63.3 (5 Каз) Н 17 Назарбаев Н. Н 17 Казахстанский путь, – Караганда, 2006 – 372 стр. ISBN 9965–442–61–4 Книга Главы государства рассказывает о самых трудных и ярких моментах в новейшей истории Казахстана. Каждая из девяти глав раскрывает знаковые шаги на пути становления молодого независимого государства. Это работа над Стратегией развития Казахстана до 2030 года, процесс принятия действующей Конституции ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.