CC BY
16
УДК630
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВЫ И ОБЩЕГО АЗОТА В ПРОФИЛЕ ЛЕСНЫХ И В
ПОСТАГРОГЕННЫХ ПОЧВ
FEATURES OF DISTRIBUTION OF CARBON SOIL ORGANIC MATTER AND TOTAL NITROGEN IN THE PROFILE OF FORESTRY AND
POSTAGROGENIC SOIL
Вайман А.А. Данилов Д.А., Жигунов А.В., Рябинин Б.Н.
(Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства "БЕЛОГОРКА", Ленинградская обл., РФ) Vayman A.A., Danilov D.A., Zhigunov A.V., Ryabinin B.N.
("Leningrad scientific research Institute of agriculture "BELOGORKA", Leningrad region, Russia)
Рассмотрены вопросы количественных показателей органического вещества и общего азота в постагрогенных и лесных почвах. Проведен сравнительный анализ производительности исследуемых почв для выращивания древесных насаждений
The issues of quantitative indicators of organic matter and total nitrogen in postagrogenic and forest soils are considered. A comparative analysis of the productivity of the studied soils for the cultivation of tree stands
Ключевые слова: органическое вещество, азот, лесные и постагрогенные почвы Key words: organic matter, nitrogen, forest andpostagenogenic soils
В настоящее время для большинства регионов России имеются весьма ограниченные экспериментальные данные по накоплению органического углерода в связи со сменой землепользования пахотных почв [1,2,4,5].
При выведении пахотных земель из активного пользования складываются, как правило, наиболее благоприятные условия для протекания процессов, приводящих к росту запасов органического углерода в почве: увеличивается количество поступившего в нее органического материала (включая подземную фитомассу). Поэтому целью исследования явились сравнительный анализ изменения содержания углерода и общего азота в залежных почвах различных по гранулометрическому составу постагрогенных и лесных почвах, в наиболее производительных типах леса для дальнейшей оценки возможного выращивания древесных насаждений на постагрогенных землях с целью ускоренного получения древесной биомассы. Для решения поставленной задачи на постаг-рогенных и лесопокрытых землях были подобраны участки, которые схожи по почвобразующей породе, водному режиму, рельефу. Объектами исследования являлись участки бывших сельскохозяйственных земель сроком залежности 20-30 лет и участки лесного фонда в наиболее производительных кисличных и черничных типах леса в юго-западной части Ленинградской области. Отбор и анализ почвенных образцов проводился по общепринятым в агрохимии и почвоведении методикам [3].
Распределение углерода и азота органического вещества в профиле почв зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются: масса и состав поступающего опада, место его нахождения (в слоях почвы, в под-
стилочном слое, нахождение без контакта с почвой), интенсивность его разложения, кислотность продуктов разложения, химические свойства почво-образующей породы. С учётом этих факторов можно утверждать, что лесоразведение на постагрогенных землях будет сопровождаться изменениями в распределении органического вещества в профиле почвы. Эти изменения неизбежны, что связано с принципиально разными структурами функционирования луговых и лесных биоценозов. Постагрогенные земли в стадии луговой экосистемы имеют короткий замкнутый цикл кругооборота органического вещества, большая часть которого приходится на корневую фракцию. В лесных биоценозах большая часть синтезированного вещества идёт на формирование прироста древесной массы ствола и корней, где находится в течение многих лет и десятилетий. В древостоях большая часть отмерших растительных остатков (листовой опад и древесный отпад) поступают на поверхность почвы, где они разлагаются, а продукты их разложения вымываются осадками и вновь поступают почву. Лесной опад, а тем более древесный отпад, разлагаются значительно медленнее по сравнению с луговым. Разложение лесного опада проходит с выходом кислых продуктов разложения, которые с поступлением в почву оказывают воздействие на минеральную часть почвы, что проявляется в формировании подзолистого горизонта в профиле почвы. В луговых биоценозах большая часть поступления отмерших растительных остатков приходится на корни, и их разложение проходит в почве на месте образования.
Постагрогенные участки на луговой стадии зарастания отличаются от лесных не только большей массой опада, но и высокой дисперсностью растительных остатков, в верхнем слое почвы, большим содержанием азота, что способствует их интенсивному разложению и ускоренной гумификации.
Происходящие изменения будут проходить в течение продолжительного периода времени, составляющего несколько десятилетий. Первые признаки проходящих изменений проявятся лишь после смыкания крон посаженных деревьев, то есть с началом формирования лесного фитоценоза.
В таблице 1 приводятся сводные данные по запасу углерода органического вещества (Сорг) и общего азота (Ы общ) по горизонтам почвенного профиля в основной корнеобитаемой зоне древесных растений. Такая форма подачи данных наиболее удобна для сравнения с результатами изменений, которые будут происходить в постагрогенных землях при лесоразведении. По мере зарастания пашни наблюдается также достоверное увеличение содержания Сорг в бывшем пахотном горизонте во всех изученных нами по-стагрогенных почв (см.табл.1).
После выведения пахотных почв из сельскохозяйственного оборота на них начинает развиваться сорная растительность, которая со временем должна сменяется естественным зональным ценозом. Как следствие увеличивается поступление большего количества свежего органического материала в виде растительного и корневого опада и отсутствия отчуждения биомассы в виде урожая. Все это способствует накоплению углерода в бывшем пахотном слое, особенно в верхней его части. Вторичные травяные сообщества (залежи более 10-15 лет) характеризуются высоким запасом под-
земной фитомассы травяного яруса, что, несомненно, вносит существенный вклад в образование и накопление углерода. Превращение азотсодержащих соединений по пути минерализации или иммобилизации полностью определяется соотношением азота и углерода органического вещества в почве. Повышение содержания углерода в корнеобитаемом слое почве в ходе лесо-восстановительной сукцессии имеет главной причиной, по-видимому, увеличение поступления органического вещества с надземным и подземным опадом, а при образовании древостоя - формирование более грубого «лесного» гумуса. Содержание и запасы органического вещества увеличиваются в ходе постагрогенной сукцессии, хорошо коррелируя с содержанием и запасами общего углерода. Полученные результаты показывают, что по содержанию органического вещества и общего азота постагрогенные почвы превосходят лесные почвы и, следовательно, выращиваемые древостои на данных землях будут отличаться большей производительностью по сравнению с лесными насаждениями.
Таблица1-Запас углерода органического вещества (Сорг) и общего азота (Кобщ) в лесных и постагрогенных почвах по слоям почвенного профиля, т/га
Группа типов леса Постагрогенные земли (залежь)
Глубина в профиле Черничники Кисличники Дерновая слабоподзоли- Дерново-подзолистая
стая оглеенная суглинистая на краснобурой супесча- супесчаная на моренных отложениях
ной морене девонских пород
почвы, см Сорг, т/га Кобщ., т/га Сорг, т/га Кобщ., т/га Сорг, т/га Кобщ., т/га Сорг, т/га №бщ., т/га
0-20 24,4 1,74 41,4 2,92 56,8 5,7 54,0 5,5
20-40 11,6 1,45 14,8 1,54 11,3 1,2 21,1 2,1
Всего 36,0 3,19 56,7 4,46 68,1 6,9 75,1 7,6
0-40
Список использованных источников
1. Голубева Л. В. Лесоводственно-экологическая трансформация постагрогенных земель на карбонатных отложениях в подзоне средней тайги Архангельской области: диссертация ... кандидата сельскохозяйственных наук. 2015. 157 с.
2. Люри Д. И., Горячкин С.В., Караваева Н.А., Денисенко Е.А., Нефедова Т.Г. Динамика сельскохозяйственных земель России в XX веке пост-агрогенное восстановление растительности и почв. М.:ГЕОС, 2010. 416 с.
3. Титова В.И. Агро- и биохимические методы исследования состояния экосистем: учеб. пособие для вузов / В.И. Титова, Е.В. Дабахова, М.В. Дабахов; Нижегородская гос. с.-х. академия. Н. Новгород: Изд.-во ВВАГС, 2011.170 с.
4. Федорчук В.Н. Лесные экосистемы северо-западных районов России: типология, динамика, хозяйственные особенности / В.Н. Федорчук, В.Ю. Нешатаев, М.Л. Кузнецова. СП.: ЗАО «Хромис», 2005. 382 с.
5. Чертов О.Г. Экология лесных земель. Л.: Наука, 1981. 192 с.
