CC BY
23
ДИНАМИКА АЗОТА И ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЭРОЗИИ В ПОЧВАХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
С.Г. Муртазина
Казанская государственная сельскохозяйственная академия
Исследованию эрозионных процессов и изменению в результате этого свойств почвы, а, следовательно, и почвенного плодородия ученые уделяют большое внимание.
Нами были изучены дерново-подзолистая, светлосерая и серая лесные почвы Республики Татарстан: не-смытые, слабосмытые, среднесмытые и, частично, силь-носмытые. Для всех почв разрезы были заложены на пологих склонах восточной экспозиции крутизной около 5° в направлении увеличения смытости почв - от водораздела или начала склона к его середине. При определении степени смытости почв за основу была принята классификация С.С. Соболева (1961) с некоторыми изменениями.
В результате эрозии почвы происходит изменение ее водно-физических, физико-химических свойств, что подтверждается и нашими данными. Отрицательное влияние эрозии наиболее сильно проявляется на содержании гумуса и азота (табл. 1). Под ее воздействием происходит резкое снижение их во всех исследованных почвах, усиливающееся с увеличением смытости почв. Так, содержание и запасы гумуса и общего азота в пахотном слое слабосмытых почв снижаются в 1,2-1,4 раза по сравнению с несмытыми, в среднесмытых - в 1,5-2 раза, а в сильносмытых - в 2,5 раза.
С увеличением степени смытости почв отношение С:М сужается во всех исследованных почвах: от 11,511,7 в несмытых почвах оно уменьшается до 10,8-11,2 в слабосмытых и до 10,6-10,7 в среднесмытых почвах, что находит свое объяснение в вовлечении в пахотный слой нижележащих горизонтов с узким соотношением С:К
В результате эрозии происходят не только количественные, но и качественные изменения в содержании гумуса
и азота. Органическое вещество эродированных почв характеризуется повышенным содержанием фульвокислот и снижением доли гуминовых кислот в составе гумуса по сравнению с несмытыми аналогами (Родинов, Высоцкая, 1967; Пухачев, Бухараева, 1984).
Результаты изучения влияния эрозии на азотный фонд смытых почв приведены в таблице 2. Несмотря на очень большую динамичность минерального азота, содержание его в смытых почвах также подчинено определенной закономерности, а именно: с возрастанием эродированности почв происходит уменьшение абсолютного содержания минерального азота. В относительном же содержании его сказывается влияние свойств тех горизонтов, которые участвуют в строении их пахотного слоя.
Аналогично изменяются и запасы минерального азота (табл. 3). Влияние эрозии на запасы минерального азота менее резко проявляются в дерново-подзолистой, нежели в светло-серой и серой лесной почвах, что связано с различиями в содержании минерального азота по профилю. Запасы минерального азота в слое 0-20 см уменьшаются в среднесмытых почвах в 1,5-2 раза.
Абсолютное содержание легко- и трудногидролизуемого азота уменьшается. Лишь в слабосмытой дерновоподзолистой почве содержится значительно больше гидролизуемого азота по сравнению с несмытой. Из всех форм органического азота в наибольшем дефиците в результате эрозии оказывается негидролизуемый азот. Поскольку названная форма составляет основную часть общего азота, то содержание негидролизуемого азота в смытых почвах изменяется согласно последнему,
1. Агрохимические показатели эродированных нечерноземных почв
Степень эродиро- ванности Гумус, % С:М Сумма поглощенных оснований, мг-экв/100г Гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г Степень насыщенности основаниями, % рНксі Содержание ила, % Содержание физической глины, %
Дерново-подзолистая
0 3,0 11,5 14,3 3,0 82,6 5,8 14,9 43,2
1 2,4 11,2 11,7 2,5 82,3 5,4 13,0 42,1
2 1,8 10,8 16,0 1,5 90,0 5,3 19,2 48,3
Светло-серая лесная
0 3,3 11,7 20,1 2,3 89,8 5,3 16,5 46,9
1 2,8 12,6 21,4 2,5 89,5 5,2 17,8 45,0
2 1,7 10,6 25,3 2,1 91,3 5,3 20,8 48,9
3 1,2 9,7 24,8 2,6 90,4 4,8 24,2 49,5
Серая лесная
0 4,8 11,5 25,0 2,5 90,9 6,0 21,9 45,4
1 3,5 10,8 24,4 2,6 90,3 5,5 22,0 46,4
2 2,9 10,7 26,5 3,0 89,8 5,0 22,0 48,0
Примечание. 0 - несмытая; 1 - несмытая; 2 - среднесмытая; 3 - сильносмытая.
2. Динамика азота и активность ферментов в нечерноземных почвах под влиянием эрозии
Степень эродиро- ванности* Азот общий, мг/кг Формы азота Протеазы, мг тирозина на 1 г почвы Уреаза, мг аммиака на 1 г почвы
минеральный легкогидроли- зуемый трудногидроли- зуемый негидролизуе- мый
мг/кг % мг/кг % мг/кг % мг/кг %
Дерново-подзолистая
0 1477 36 2,2 199 13,4 249 16,9 973 65,9 0,14 0,33
1 1218 29 2,6 199 16,3 333 27,3 686 53,2 0,08 0,20
2 938 24 2,6 132 14,0 218 23,3 543 57,9 0,04 0,10
Светло-серая лесная
0 1600 39 2,4 140 8,7 213 13,3 1208 75,6 0,15 0,39
1 1271 31 2,4 126 9,9 165 13,0 949 74,7 0,10 0,24
2 910 25 2,7 117 12,9 176 19,4 593 65,0 0,07 0,20
3 705 17 2,3 78 11,1 160 22,6 450 64,0 0,05 0,12
Серая лесная
0 2366 42 1,7 199 8,4 263 12,9 1862 77,0 0,20 0,66
1 1834 22 1,2 171 9,3 235 12,8 1406 76,7 0,15 0,40
2 1540 17 1,1 154 10,0 244 15,8 1126 73,1 0,10 0,25
* Расшифровку значения степени эродированности см. в Примечании табл. 1.
3. Запасы гумуса и азота в эродированных нечерноземных почвах, т/га (слой 0-20 см)
Степень эродированности* Гумус Азот общий Азот
минеральный легкогидролизуемый трудногидролизуемый негидролизуемый
Дерново-подзолистая
0 66,1 3,5 0,08 0,47 0,59 2,30
1 57,6 2,92 0,07 0,48 0,80 1,55
2 48,6 2,40 0,06 0,34 0,56 1,59
Светло-серая лесная
0 76,5 3,71 0,09 0,32 0,49 2,80
1 87,8 3,05 0,07 0,30 0,40 2,30
2 44,2 2,37 0,06 0,30 0,46 1,54
3 32,4 1,90 0,04 0,21 0,43 1,21
Серая лесная
0 100,8 4,97 0,09 0,42 0,55 3,91
1 75,6 3,96 0,05 0,37 0,51 3,04
2 66,7 3,54 0,04 0,35 0,56 2,59
* Расшифровку значения степени эродированности см. в Примечании табл. 1.
т. е. с увеличением степени смытости почв происходит закономерное уменьшение абсолютного содержания его. В среднесмытых почвах количество негидролизуемого азота уменьшается в 1,5-2 раза по сравнению с несмы-тыми почвами. Относительное же содержание его находится в обратной зависимости от гидролизуемого азота.
Из вышесказанного ясно, что с возрастанием степени смытости почв уменьшается содержание всех форм азота, однако интенсивность его неодинакова для различных форм, что подтверждается также данными запасов азота в смытых почвах (табл. 3).
Говоря об участии тех или иных горизонтов в строении пахотного слоя смытых почв, следует подчеркнуть, что оно представляет не простое смешивание горизонтов с суммированием различных их свойств в неизменном виде, а является очень сложным сочетанием всех свойств участвующих горизонтов, где одни процессы могут подавляться или стимулироваться под влиянием
других, поскольку эти горизонты оказываются в совершенно иных условиях по сравнению с их первоначальным, нетронутым состоянием.
Таким образом, в результате проявления эрозии уменьшаются запасы всех форм азота и особенно сильно - запасы общего азота, минеральной и негидролизуемой его форм. Исследования биохимических свойств эродированных почв показали, что происходящие в процессе эрозии количественные изменения состава азота и гумуса адекватно отражаются в активности протеаз и уреазы. Потеря гумуса в результате эрозии приводит к смыву поглощенных ферментов, а потери азота обусловливают снижение их активности, вследствие этого в эродированных почвах активность протеаз и уреазы уменьшается на 30-70%. По этой причине наблюдается тесная корреляция между снижением активности ферментов и содержанием мобильных форм азота.
