Биологическая продуктивность и круговорот питательных веществ в почвах бассейна реки Кок-Арт Жалал-Абадской области Кыргызстана Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

УДК: 631.427.56

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И КРУГОВОРОТ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВАХ БАССЕЙНА РЕКИ КОК-АРТ ЖАЛАЛ-АБАДСКОЙ ОБЛАСТИ КЫРГЫЗСТАНА

З. И. Сакбаева

Жалал-Абадский Государственный университет, Жалал-Абад, Кыргызстан, 715600,

sakbaeva@yahoo.com

В статье изложены результаты изучения биологической продуктивности и круговорота питательных веществ в почвах бассеина реки Кок-Арт.

ВВЕДЕНИЕ Энергия солнечного луча, сосредоточенная на земной поверхности урочище Кок-Арт, оказывает существенное воздействие на процесс почвообразования через химические превращения органи-ческои массы в соответсвующих экологических условиях [1, 2].

Основным источником энергетического материала в изучаемых почвах является поступающии в нее органическии опад - корни и надземная масса растении.

С ними связаны все сложные микробиологические и биохимические процессы, ведущие к образованию различных органических и минералных соединении, определяющих в своеи совокупности почвенное плодородие почв Кок-Арт.

Цель исследования: изучение биоло-гическои продуктивности и круговорот питательных веществ в почвах.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ Почвенные разрезы были изучены и описаны по морфологическим признакам и разделены на генетические горизонты. Надземные укосы фитомассы брали с 1 м2 площадки, распологая их на опытнои площадке по диагонали. Корневые образцы извлекли методом монолитов из горизонтов 0-25 и 25-50 см.

Почвы бассеина реки Кок-Арт имеют несколько разных типов почв, и обладают неодинаковым потенциальным плодородием, которое, прежде всего, определяются запасами гумуса, азота и других эле-

ментов питания, содержащихся в почве и необходимых для произрастания растении. Разнохарактерность литологическо-го строения, различная высота над уровнем моря и экспозиция горных склонов, разная степень увлажнения, температуры воздуха и ряд других факторов способствовали развитию на исследуемои территории разнообразного почвенного покрова - горно-долинные сероземы типичные туранские, горные темные сероземы, горные коричневые, горнолесные черно-коричневые и горные луго-во-степные почвы [3].

Исследование проводилось на девяти почвенных разрезах, взятых из трех контрастных типов землепользования бас-сеина реки Кок-Арт Джалал-Абадскои области. Расположение разрезов и хозя-иственное использование почв приведено в предыдущеи статье в этом журнале (стр. 70)

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На формирование растительного покрова и величины фитомассы на исследуемых почвах большое влияние оказывают высота местности, гидротермические условия, характер рельефа, экспозиция и крутизна склонов и почвенныи покров.

В Южном Кыргызстане, где максимум осадков выпадает в зимне-весеннии период, в летние месяцы наблюдается дефицит влаги. Несмотря на это, исследованные горные почвы бассеина реки Кок-Арт

создают сравнительно большие запасы фитомассы. Так, горные темные сероземы продуцируют 329,2 ц/га, горные коричневые 421,9 ц/га, горно-лесные чер-

но-коричневые 601,6 ц/га и горно-лесные черно-коричневые почвы на лесной поляне 623,7 ц/га (таблица 1) фитомассы.

Таблица 1 - Состав фитомассы естественной растительности почв бассейна реки Кок-Арт

Глубина, Общая В том числе, ц/га Из общих запасов Ежегодньш опад, ц/га

см фитомасса, корнеи, ц/га

ц/га надземная корни живые отмершие всего в том числе корневои

Горно-лесные черно-коричневые почвы орехово-плодовых лесов

0-25 403,2 185,0 218,2

25-50 150,1 70,6 79,5

0-50 623,7 70,4 553,3 255,6 279,7 155,6 85,2

Горно-лесные коричневые почвы орехово-плодовых лесов

0-25 356,1 159,1 197,0

25-50 177,3 79,1 98,2

0-50 601,6 68,2 533,4 238,2 295,2 147,6 79,4

Пастбищные угодья среднегорья, горные коричневые почвы

0-25 276,0 118,8 157,2

25-50 113,5 52,8 60,7

0-50 421,9 32,4 389,5 171,6 217,9 89,6 57,2

Пастбищные угодья предгорья Фер зганскои долины, темные сероземы

0-25 212,0 87,3 124,9

25-50 89,0 41,0 48,0

0-50 329,2 28,0 301,2 128,3 172,9 70,8 42,8

Фисташковые редколесье, типичные сероземы

0-25 120,0 49,5 70,5

25-50 24,0 10,0 14,0

0-50 228,0 18,0 144,0 59,5 84,5 37,8 19,8

Летние пастбища на горных лугово-степных субальпииских почвах

0-25 252,0 148,2 103,8

25-50 53,9 31,7 22,2

0-50 325,9 20,0 305,9 179,9 126,0 79,9 59,9

Общеизвестно, что в почвообразовании и развитии плодородия почв велика роль корневых систем растении, с которыми непосредственно связаны накопление органическим веществом почвы, в частности гумуса, биологическое перераспределение элементов питания, образование структуры почв и жизнедеятельности микроорганизмов [4, 5].

Полученные данные свидетельствуют о том, что обогащение почв органическими веществами происходит, главным образом, за счет корневои системы растении, поскольку запасы корнеи значитель-

но превышают надземную фитомассу. Основная их масса сосредоточена в верхнем 0-25 сантиметровом слое почвы, где их количество составляет 70-85 % от общих их запасов в полуметровом слое почвы. Количество корнеи в полуметровом слое составляет 80-90 % от их запасов в метровом слое почвы.

Распространение и накопление кор-невои массы в горных почвах ущелья Кок-Арт явно доминируют в гумусово-аккумулятивном горизонте почв. Это является существеннои характернои особенностью распределения корнеи в гор-

ных условиях, где они выполняют функцию биологического «панцыря», защищающего почвы горных склонов от эрозии. В горных почвах Южного Кыргызстана отмечается нарастание запасов корнеи травянои растительности от горных темных сероземов к горно-лесным черно-коричневым почвам.

С увеличением гумидности почв количество корнеи в слое 0-25 см возрастает и составляет для типичных сероземных почв 72,6-72,8 % от запаса в полуметровом слое, для предгорных темных сероземов -74,2-79,6 %, для горных коричневых -77,1-79,2 %.

Горно-лесные черно-коричневые почвы Ферганского хребта показывают высокии процент корнеи (85,4 %) в верхнем 25 см слое и этот показатель в верхнем слое почв снижается в горных коричневых почвах до 79,9 %.

Наши исследования показывают, что в вышеназванных почвах доля живых корнеи достаточно значительна. Если на фисташковых редколесях типичных сероземов, относительное содержание живых корнеи в слое 0-25 см составляет 44,6-45,6 %, в темных сероземах - 46,4-48,5 %, то в горных коричневых почвах содержание живых корнеи увеличивается до 49,9-50,4 %, в горных лугово-степных субальпииских - 49,4-52,0 %.

В многовековом биохичимическом процессе почвообразования поступление свежего органического материала в почву является важнеишим его звеном. Большои интерес представляет ежегод-ныи корневои опад. В литературе есть мнение, что ежегодныи корневои опад составляет одну треть запаса живых кор-неи [2].

Ежегодныи опад фиомассы складывается из надземнои части и однои трети запаса живых корнеи. Согласно этому положению, ежегодныи опад в почвах Кок-Арта составляет от 37,8 до 79,9 ц/га.

Наиболее низкии ежегодныи опад отмечается в типичных сероземах 37,9 ц/га, повышаясь далее в темных сероземах до 71,1 ц/га. Величина опада достигает максимума в почвах субальпииского пояса и достигает до 79,9 ц/га. Следовательно, общии ежегодныи опад увеличивается при движении вверх по склону до горных лугово-степных почв. Наши исследования показали, что формирование фитомассы и ее поступление в почву, включая надземные и подземные части, происходит тем интенсивнее, чем благоприятнее экологические условия. Влага, тепло и питательные вещества в почве определяют продуктивность фитоценозов. Во всех исследуемых типах почв корневои опад преобладает над надземным опадом.

Таким образом, основная роль в пополнении запасов органического вещества исследуемых почв Кок-Арта принадлежит корневым системам растении. При изучении биологического круговорота веществ исходными пунктами служат показатели биологическои продуктивности и химическии состав растительных сообществ.

Накопление азота тесно связано с наличием запасов фитомассы. В исследованных нами типичных и темных сероземных почвах (фисташковые редколесье) содержание азота в надземнои фитомассе составляет 0,11 % от абсолютно сухого вещества.

В надземнои фитомассе горных почв наблюдается тенденция к увеличению содержания азота по мере повышения абсолютнои высоты местности, однако строгои закономерности не выявляется. Обогащенность надземнои части фито-массы азотом достигает на горных коричневых почвах 0,15 %, на горно-лесных черно-коричневых почвах 0,14 %, на лугово-степных субальпииских почвах 0,14 % (таблица 2).

Таблица 2 - Содержание азота и фосфора в фитомассе естественнои растительности, %

Почвы, растительные сообщества Азот, % Фосфор , %

в надземной части в корнях в надземной части в корнях

Горно -лесные черно-коричневые почвы орехово-плодовых лесов 0,14 0,10 5,32 3,82

Горно -лесные черно-коричневые почвы орехово -плодовых лесов 0,14 0,10 5,06 3,36

Пастбищные угодья среднегорья, горные коричневые почвы 0,15 0,07 3,10 3,42

Пастбищные угодья предгорья Ферганской долины, горные темные сероземы 0,11 0,09 3,40 3,10

Фисташковые редколесье, типичные сероземы 0,11 0,11 3,75 3,10

Летние пастбища на горных лугово-степных субальпийских почвах 0,14 0,12 4,45 3,75

Для живых корнеи, продуцированных растительностью на почвах горных склонов, характерно увеличение содержания азота с повышением абсолютнои высоты местности. Например, в горных темных сероземах азота содержится 0,11 %, увеличиваясь в горно-лесных черно-коричневых до 0,14 %.

Общие запасы азота в фитомассе растении для горных темных сероземных почв довольно высоки и составляют 452,36 кг/га, на коричневых 482,58 кг/га, на горно-лесных черно-коричневых 736,10 кг/га почвах (таблица 3).

В малыи биологическии круговорот веществ вовлекается азота на типичных сероземах - 348,74 кг/га, горно-лесных черно-коричневых - 670,25 кг/га, горных лугово-степных субальпииских почвах -207,98 кг/га. Надземная фитомасса накапливает относительно невысокое количество азота, которое зависит от урожая естественных трав и ботанического состава травостоя. В живых корнях содержится довольно значительное количество азота, особенно высокие его запасы отмечаются в живых фракциях корнеи для почв горных склонов.

Особыи интерес представляют запасы азота в отмерших и полуразложившихся корнях, поскольку они являются резервом пополнения азотнои пищи для последующих растении. Этот запас ценен тем, что находящиися в органическои форме азот постепенно минерализуется, обеспечивая произрастающие растения доступными формами, а также тем, что он не подвергается миграции за пределы корнео-битаемого слоя и выносу в процессе естес-твеннои денудации.

Вопросы фосфорного питания имеют важное значение в условиях пастбищного содержания скота, так как весь необходимым организму животных фосфор поступает в него преимущественно с естественными кормами.

Содержание фосфора в фитомассе растении по почвенно-растительным зонам вертикальнои поясности различно. Количество фосфора в надземнои фитомассе изучаемых почвах незначительно увеличивается от сероземных к горно-лесным черно-коричневым почвам. В травостое горных коричневых почвах фосфора содержится 3,10-3,40 %, на горно-лесных

черно-коричневых почвах 5,06-5,32 %, на лугово-степных субальпийских- 4,45 %.

Основное количество фосфора сосредоточено в корнях растительных ассоциации. Для корнеи, продуцированных растительностью на почвах горных склонов,

Таблица 3 - Малый биологический круговс бассейна реки Кок-Арт, кг/га

характерно увеличение содержания фосфора с повышением абсолютнои высоты местности. Например, в сероземных почвах фосфора содержится 3,58-3,84, увеличиваясь в коричневых до 3,42-3,58 %, а в горно-лесных черно-коричневых до 3,82 %.

>от азота и фосфора в основных типах почв

Глубина, см Общие запасы в фитомассе Азот из них Глубина, см Общие запасы в фитомассе Фосфор из них

внадземнои массе в корнях в надземнои массе в корнях

Горно-лесные черно-коричневые почвы орехово-плодовых лесов

0-25 65,85 532,93 0-25 10,80 97,66

25-50 137,32 25-50 25,08

0-50 736,10 670,25 0-50 133,54 122,7

Горно-лесные черно-коричневые почвы орехово-плодовых лесов

0-25 50,24 408,67 0-25 5,55 58,70

25-50 131,92 25-50 18,93

0-50 590,83 546,59 0-50 83,18 77,63

Пастбищные угодья средне горья, горные коричневые почвы

0-25 52,92 350,14 0-25 9,09 69,88

25-50 79,52 25-50 15,73

0-50 482,58 429,66 0-50 97,70 85,61

Пастбищные угодья предгорья Ферганскои долины, горные темные сероземы

0-25 43,06 344,70 0-25 4,69 49,03

25-50 65,60 25-50 9,24

0-50 452,36 409,30 0-50 62,96 58,27

Фисташковые редколесье, типичные сероземы

0-25 23,59 254,44 0-25 2, 41 35,09

25-50 103,30 25-50 14,78

0-50 372,33 348,74 0-50 52,38 49,87

Летние пастбища на горных лугово-степных почвах

0-25 19,40 152,34 0-25 1,97 20,51

25-50 55,64 25-50 7,48

0-50 452,36 207,98 0-50 29,96 27,99

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Особенности минералогического и химического состава, а также агрохимических своиств изучаемых почв оказывают существенное влияние на формирование фитомассы, количество растительного опада и степень ежегодного их разложения. Биологическая продуктивность почв горных склонов, особенно корневои массы намного выше, чем у одноименных равнинных почв, и она представляет большую защитную противоэрозионную

функцию, обр азуя своеобразныи «пан-цырь» в виде дернины.

В горные почвы поступает больше энергетического материала в виде ежегодного опада растении, чем в равнинные почвы и наблюдается увеличение запасов азота в отмерших и полуразложившихся корнях с повышением высоты местности. Большие запасы корневои и надземнои массы распологаются в следующем возрастающем порядке: темные сероземы -горные лугово-степные субальпииские

почвы - горно-лесные черно-коричневые почвах указывают на существование пря-почвы орехово-плодовых лесов Кок-Арта. мои взаимосвязи между ними, особенно Учет фитомассы, запасов гумуса и азота в между запасами корней и органическим

веществом почв.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алиев С. А. Экология и энергетика биохимических процессов превращения органического вещества почв. Баку: Элм. 1978. 280 с.

2. Федичкин Г. Я. Минералогическии состав растительности и малыи круговорот минеральных элементов в почвах горнои части Киргизии// Изв. Кирг. Фил. ВОП. 1972. вып.6. С. 72-85.

3. Мамытов А. М., Воронов С. И., Карабаев Н. А. Биологическая продуктивность высшеи растительности основных типов горных почв//Тезисы докл. IV респ.конф. Почвовед. Казахстана. Алма-Ата. 1978. Ч.1. С. 24-26.

4. Гришина Л. А. Биологическии круговорот и его роль в почвообразовании. М.: Изд-во МГУ 1974. 128 с.

5. Мамытов А.М., Аширахманов Ш.А., Воронов С.И. и др. Особенности почвообразования и своиств горных почв Тянь-Шаня. Фрунзе. Илим. 1980. 164 с.

TYWH

Ма^алада Кек-Арт езеш алабындагы топыра^тардын, биологиялы^ ешмдшМн жэне ^оректж заттардын аиналымын зерттеудщ нэтижелерi баяндалган.

SUMMARY

In this paper are given the results of investigation the biological productivity and nutrient cycling of soils in the Kukart watershed of Jalal-Abad region.