close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

397

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
£ЖШ
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР
МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА
И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА
лч
••
На правах рукописи
Надежда Львовна СМОЛ ЕНЦЕВА
ПОСТУПЛЕНИЕ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ОПАДА
В СОСНОВО-ЕЛОВОМ НАСАЖДЕНИИ
НА ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ
СРЕДНЕЙ ТАЙГИ КОМИ АССР
(Специальность 06.01.03 — почвоведение)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
МОСКВА — 1079
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Работа выполнена в Институте биологии Коми филиала
АН СССР.
Научные руководители — доктор
сельскохозяйственных
наук И. С. Кауричев и кандидат сельскохозяйствениых наук
Н. Ф. Ганжара.
Официальные оппоненты: доктор биологических наук
Л. О. Карпачевский, кандидат сельскохозяйственных наук
3. Ф. Коптева.
Ведущее (предприятие—'Всесоюзный научно-исследова­
тельский Институт лесоводства и механизации лесного хо­
зяйства.
^
Защита состоится « /3* . tfQJW/tJ- . . . . 1979 г.
в « /«J. » ч на заседании Специализированного совета
К-120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии
им. К. А. Тимирязева. Адрес: 127560, Москва, И-550, ул. Ти­
мирязевская, 49, Ученый совет.ТСХА.
С диссертацией можно ознакомиться в ЦИБ ТСХА,
г
Автореферат разослан «
Ученый секретарь
Специализированного совет
/3* PKWM 1$ .
"
.
1979 г.
доцент. Л. А. ДОРОЖКИ НА
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ж-4Ш/
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Рациональное использование и
воспроизводство природных ресурсов Нечерноземья,' повыше­
ние продуктивности лесов Европейского Севера ^обусловлива­
ют необходимость комплексного изучения биологии хвойных
пород во взаимосвязи с факторами среды обитания. Решение
этих вопросов невозможно без глубокого анализа лесорасти­
тельных свойств почв. Рост и развитие древесной раститель­
ности находятся в тесной зависимости от качественного и ко-,
личественного состава, свойств, характера гумификации и ми­
нерализации органических остатков, накапливающихся на по­
верхности почв в виде спада и подстилки.
Для целенаправленного регулирования состава, свойств,
процессов образования и разложения подстилки необходимо
знать условия ее формирования, важнейшими из них являют­
ся: гидротермический и окислительно-восстановительный ре­
жимы, количество и состав микрофлоры и микрофауны.-Хими­
ческий состав .подстилки.—' акумулятора элементов питания
зависит также от видового состава биагеоценоза. В связи с
этим улучшение лесорастительных свойств почв.возможно пу­
тем регулирования последнего.
Наименее изученной является сезонная динамика процес­
сов превращения органических веществ (опада "и подстилки).
Недостаточно также сведений о лесорастительных свойствах
подзолистых почв, в частности подзолистых почвах, сформиро­
ванных на двучленных почвообразующих породах. Эти почвы
в Коми АССР занимают 40% территории республики. В на­
стоящее время наиболее интенсивно эксплуатируются группы
зеленомощных типов леса, повышение продуктивности кото­
рых — важнейшая задача лесного хозяйства республикиЛЭто
и предопределило выбор темы диссертации.
Цель и задачи исследований. Изучали:
1) сезонную динамику поступления и разложения,опада и
формирования подстилки;
•• .,2) факторы, определяющие динамику разложения,опада и
подстилки;
..__^
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3) изменение химического состава опада и подстилки в
процессе разложения;,
4) качественный состав гумусовых веществ, образующих­
ся при разложении наиболее характерных для средней тайги .
компонентов опада.
Объект исследования. Исследования проводились в Чер-»
намеком лесном стационаре Института биологии Коми филиа- |
ла АН СССР, расположенном в средней подзоне тайги [•[
(62° с. ш.). В качестве объекта был выбран сосново-еловый*;
древостой черничного типа. Почва: иллювиально-гумусовожелезистый 'подзол, сформированный на флювиогляциальных
песках, подстилаемых моренными суглинками. Основные осо- »
бенности рассматриваемой почвы следующие: отсутствие пере- ••«
гнойно-аккумулятивного горизонта, спльнокнслая реакция,,по •
всему профилю, низкое валовое содержание элементов'органогенов, слабая обеспеченность мобильными элементами лита­
ния '(количество подвижных Рг0 5 и КгО колеблется в преде- .
лах 0,7—3,1 мг/100 г почвы).
Новизна исследований. Впервые в условиях средней тайги
Коми АССР в подзолистых почвах на двучленных отложени­
ях изучены вопросы сезонной динамики органических веществ.
Для даного региона впервые иолучен экспериментальный ма­
териал о количестве и групповом составе микрофауны почвы
и выявлена ее :роль в процессах разложения растительных
остатков. Это позволило судить о некоторых региональных
особенностях процессов гумификации и минерализации под­
стилки. - ••''
Практическая ценность. Материалы исследований могут
служить основой для регулирования лородного состава древо- .
стоев в формирующихся биогеоценозах 'при лесовозобновле­
нии в .целях повышения продуктивности лесов.
Апробация работы. Результаты работы доложены на рас­
ширенном заседании лаборатории лесоведения и лесоводства
с участием сотрудников Лаборатории .географии и генезиса
почв Института биологии Коми филиала АН СССР, в Желез­
нодорожном мехлесхозе Министерства лесного хозяйства Коми
АССР,'на молодежной научной конференции северных филиа­
лов, состоявшейся в 197:9 г. в г. Сыктывкаре.
Публикация. По материалам диссертации опубликовано
2 работы.
Объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
5 глав, заключения, общих выводов и приложения. В тексте
помещено 40 таблиц и 9 в приложении, 7 рисунков. Список ис­
пользованной литературы содержит 176 наименований, в том
числе 26 — на иностранных языках.
о
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ^
г
?.%-
Количество опада-и,запасы иодстилки^в.нсследуемом.тнпе
. : леса учитывали то методике "Л. ,Е.-; Родина и Н. И. Базилевнч
,,
;Г (1968). Для,выяснения интенсивности.и особенностей разло- , • ->
' жения различных компонентов опада были .проведены два по-.
левых опыта. Компоненты опада, наиболее характерные для
~,
данного типа леса, помещали в капроновые мешочки и.аакла- ' Ч.
дывали на^подстилку, повторность трехкратная. О скорости.
*
разложения опада ^судили то уменьшению'растительной .мае-;' :•
сы, содержащейся в мешочках в каждый' учетный срок. "Про- . ,:: ;
должителышеть обоих опытов два года. /Зольный анализ:
»
растительных остатков'выполнен по методу А.'АГ
Поповцевой
V
(1974). . ,. . . . . :. V . .,. /<: . ^.lV*7;"%"' -.'"•'••';*' •'.
Окислительно-восстановительный потенциал * почвы опре': ,
деляли по методике, описанной Д. С. Орловым; (1975), с ис- ;
"
пользованием
[платиновых
электродов;
установленных
стадио-V
•!" нарно в каждый;1генетический горизонт.. Одновременно^.провб*;
дили наблюденйяза-температурой и влажностью почвы:, s / .
Для учета микроорганизмов использовали 'методы посева '•' <:
на твердые питательные'.среды. Грибы ...учитывали на суслоагаре, подкисленном,молочной'кислотой; гнилостные.и аммо- : '
инфицирующие бактерии — на' 'мясопептонном агаре; споро\.'
образующие^.на среде Мишустинаг (МПАЧ-СА в отношении
1:1), микрофауну—• методом автоматической.выгонки (Гиляров, 1965). Для.выяснения роли микрофл6ры!й"микрофауиы в ;.
процессе раз-тожения растительных остатков'использбвали ме- * .:
тод D. A. Grossley, М.,Р. Hoglund 1(1966).. Опыт^проведен с, ,-7Г I
хвоей ели,-сосны и: листьями, березы;' повторность четырех-'" :*
:
кратная.
-.",.' '"
..'*^'С"'..'.'' .' ' .' ...:;;. ' •.
t
В целях изучения качественного состава гумуса, образую-/
щегося из различных видов растительности, характерной для": ;
„средней тайги, был.поставлен- лабораторный опыт. Различ-. "<
;,ные компоненты опада исследуемого фитоценоза.и для сравне­
ния сеиозлаковых трав из Подмосковья, компостировали в ч
. смеси с шеском ((соотношение '1 : 25) три {температуре 22—24° "
•и влажности 60%;(полной влагоемкости. В исходных образцах, ,. , .
а также через 3 дня,1, 3, 6 и 12,месяцев;инкубировання опре­
деляли групповой состав новообразованных-гумусовых,,? ве;;
;
ществ в водной и лирофосфатной вытяжках ,; (рН 9,5); Для
\,
установления условий гумификации на биохимические процес-}.
сы ^превращения продуктов разложения растительных остат:* • ' ':
ков параллельно сч лабораторным экспериментом был. прове•; ден полевой опыт. 1 > Г'" '
,
г.'*.»;
,; •, ,
Результаты исследований обработаны статистически.
• с
"
"
;
•
.
•
'
•
-
'
••,--
...
з
•
'"':
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
П. Сезонная динамика поступления, разложения опада
!•
и условия формирования подстилки
1.1. Факторы, определяющие динамику разложения опада ;
'l'.i-\"\'t
и формирование подстилки
_•'•- ?
Гидротермический режим. Вегетационные периоды, в тече-"<!
ние которых проводились исследования, были различными по:
.погодным условиям: первый (,1976) был теплым и влажным,
второй (.1977) — теплым и сухим, последний (1978) — про­
хладным и влажным. Эти различия отразились и на гидротер­
мическом режиме исследуемой почвы. Наиболее благоприят-;
ное сочетание тепла и влаги в органогенном го'ризо'нтс наблю->
далось.летом 1977 г. (рис. Л ) . Практически на протяжении|
всего,вегетационного периода отого года температура под-1
стилки колебалась в пределах биологически активных уров-i
ней; (+10—17°).'Влажность горизонта А 0 приближалась к оп­
тимальной и характеризовалась величинами порядка .150—
300% от массы: В предшествующем году период, благоприят­
ный для биохимических превращений, был менее продолжите­
лен—н около месяца. Так, влажность .подстилки' вследствие не- •
равномерного распределения осадков характеризовалась рез-1
ко,выраженными шеропадами: в первой половинё'лета — 150— ]
200% от массы, во второй, (середина июля — середина авгу- *
ста),—^-80—120%, в конце вегетации — 350—470%. Органогенный'горизонт'прогревался очень медленно и лишь к середи­
не, июля температура достигла -Ы0—12°. В начале вегета­
ционного периода 1978,г. температура '„подстилки "была очень
низкой— +il,5—3°, к концу н ю н я — н а ч а л у июля отмечалось
быстрое ее повышение, и на протяжении всего оставшегося <
летнего периода температура'в верхней части почвы была»
практически постоянной i( +10—'12°).
> •
;:
;
Окислительно-восстановительные
условия.
Основными
факторами, определяющими господство окислительных и вос­
становительных процессов в почвах, являются гидротермиче­
ские условия — тепло и влага. Они. обусловливают сезонную
динамику окислительно-восстановительных^ процессов: наибо- •
лее низкие назначения ОВП наблюдаются весной после таяния >
снега и в раннелетний период (рис. .1); в дальнейшем, по мере •
повышения температуры'почвы, удаления избытка влаги и •
улучшения условий аэрации почва характеризуется устойчи­
вым аэробиозисом. Осенью в силу постепенного охлаждения ;
почвы и выпадения обильных дождей величины ОВП снижа­
ются, но все же в этот период они несколько выше, чем весной.
Почвенная микрофауна. Результаты изучения почвенной
микрофауны показали, что-почвенные беспозвоночные расч":'
,
*
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
t;c
/
\
— «
•
август '•
Рис. I. Динамика температуры, влажности и
окислительно-восстамовительного
потенциала органогенного горизонта
иллювиально-гумусово-железистого
подзоле:
,1976 г.,
1977 г.,
1978 г,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
А
Хвоя ели
Л
Б
Х$ВЯ СОСНИ; V
tiki
Зеленые мхи
Сфагновые мхи.
го
Л&Ль ГЪ, flfl
I
Листы
i.0
березы
2.
J
*
2
J.
Злашые травы
Qi-flbJL
t
2
3
•
<'[ П • Листья брусники
S.0
*.в
'•'шыг
Юг
?ис.2. йначика группового состава органических вечест»,
,'v
r извлекаемых пиро*осратмой вытяжкоа из различных
компонентов опада: ,.
А - лаборзтормый эксперимент; Б - полевой экепеДО.;
кект; I - исходные образцы; 2 - через I месяц,
1
3 - через 3 месяца, Ч - через I год разложения;
углерод л % на сухуо навеску;
: .
углерод "гунииовых кислот";
углерод "4улыокмслот".
*
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 1
Влияние почвенных беспозвоночных и микроорганизмов на скорость
разложения различных компоненгов опада в лесу
Исход­
.'-.
Компонент опада •} ная
масса
26.V.77
г, 28/VII-77
масса,
г
..% к ис­
ходной
25/VIII—77:;
масса,
11/VH-78
% к ис­
ходной
14/VIII—78
масса,
.г >.
% к ис, ходной
масса,:
^г;\
%' к не­
сходной
Контрольные участки (без нафталина)
5,00
4,81 ±0,02
,96,2
4,74±0,00
91,8
3,10±ОД)1
68,0
3,40±0,00<
68,0,
-
5,00
4,81 ±0,01
96,8
4,65+0,00
. 93,0
'з,39±0,01
67,8
3,38±0,01
67,7
Листья березы
5,00
4,60 ±0,01
92/)
4,46±0,05
89,2
2,95±6;03
59,0 :
2,93 ±0,03
58,6
3,89±0,00
77,8-
3,87 ±0,03
77,4
Хвоя ели
Хвоя сосны
Опытные участки (с применением нафталина)
Хвоя ели^
5,00
4,91 ±0,02
'•98,2 ;
4,78±0Д)1
4
97,4*L
4,87±0,ob'
97,4^
3,90 ±0,02
;78,0Т?
3,88±0,03
77^6
93.4
•1,58±0„06
91,0
3,22±0,03
64,4;.'.
3,16±0,02
63,2
Хвоя сосны
5,00 •
4,87±0,02
Листья березы
5.00.
4,67+0,02
,95,6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
пространены в основном в органогенном слое почвы. В 1976 г.*
общее .количество микроартропод
оказалось равным 18556;
экземплярам на 1 м2, что в первую очередь обусловлено низ-t;
кими температурами в горизонте Л0 в это время. В июле и
августе вследствие прогревания подстилки наблюдалось ак­
тивное развитие микроартропод (численность их возросла в«
два раза по сравнению с количеством микроартроподв преды-;
дущий период). *
^
В 1977 г .во все сроки, за исключением осеннего периода,'
общая численность беспозвоночных была значительно выше,:
чем в 1976 г.
* .
' . - '
Среди изученных групп мелких членистоногих преобладали
сапрофагй (клещи и ногохвостки) —90,8 и 95,3%;! соответст­
венно в .1976 и 1977 гг.
.. "• « '".
Почвенная микрофлора. Исследования показали, что среди;;
изученных грулп микроорганизмов преобладали неспоронос- '
ные бактерии. Наибольший удельный вес имели флюоресци­
рующие бактерии — 80,5% общей численности. .Остальные
19,5% составляли желто-пигментные бактерии, микобактерии
и 'бациллы. Микрофлора распределялась ino подгоризонтам
подстилки неравномерно. Верхний, менее,, гумусированлый
слой богат флюоресцирующими; бактериями, численность Гко- „
торых в 6 раз;больше, чем в ,горизонте~А0. Желто-пигментные
бактерии и бациллы, характерные для более 'поздних стадий
разложения органических веществ, преобладали в нижнем
горизонте подстилки.
Из епорообразующих бактерий в подстилке исследуемого
иллювиально-гумусово-железистого
подзола
обнаружены
Вас. idosus, Вас. cereus, Вас. megaterium, Вас. mesentericus.
Среди грибной микрофлоры господствовал Penicillium. ;*
Сравнительная характеристика роли почвенных беспозво­
ночных и микрофлоры в разложении лесного опада. Результа­
ты толевого эксперимента .показали, что при подавлении дея­
тельности микрофауны скорость разложения растительных
остатков замедляется, при этом она зависит от вида разлага­
ющегося материала. Наименьшие различия в разложении
растительных остатков лри исключении беспозвоночных из
этого процесса и при их участии наблюдались в опытесопадом
листьев березы. За два теплых'сезона (с 26 мая 1977 г. по
14 августа -1978 г.) потери массы листьев березы составили
41,4% от исходной, при отсутствии беспозвоночных — 36,8%.
Таким образом, в результате исключения почвенных беспозво­
ночных из процесса разложения листьев березы скорость его
снизилась на 4,6% |(табл. 1). Масса медленно разлагающихся
компонентов — хвои сосны и ели — за сравниваемый период
в естественных условиях (контроль) уменьшилась соответст­
венно на 32,2 и 32,0% от первоначальной, на площадках, об6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
работанных нафталином, — на 22,4(и 22,6%., Доля участия :
микроартропод в разложении опада хвойных
'пород значитель:,. но выше, чем в.разложении лиственных. В:ггрисутствии мелких, v
членистоногих (процесс преобразования хвои сосны 'и\елн про­
текает примерно на 20 и 30% быстрее, чемибез их .-участия.;'Однако решающую роль в разложении растительных остатков
в исследуемой почве выполняют микроорганизмы. .*.
1.2Л'Динамика поступления, разложения опада
ч
*'.,
и формирование подстилки" t:
' '.
Исследованиями установлено, что в изучаемом, насажде- ..
нии. количество опада древесной и мохово-кустарничковой
растительности в 1976 г. составило 28,9, в 1977 г. — 34,2 ц/га.
Преобладающей фракцией в его составе является, опад-'дре- .
весного: полога —90% общей органической массы '(табл. 2).
Значительную долю в опаде древесной растительности состав­
ляет хвоя,сосны—.40,1%, что согласуется.'с составом;'насажу ,
дения.'В течение года опад поступает на, поверхность: почвы"
неравномерно: „летом — около 15%, осенью—- около 25%',*;
в зимне-весённий период— около 60%.
., .;
'! T v , .
•
"
- - . ; > " •
/
г . -
- V
- . . • '
-,.
-
•••'%'
- ' 1
• ! » < ' . " •
<••
- ' • >
Хвоя.ёли
Хвоя сосны
Листья березы. •
Стробилы сосны»
:
>
-;t
Ветки, шишки
п
Труха
*'
»> -
0.28
0,03
' 0.22
0,12
0,28
Q.20 .0,26
0,36 „0,07,'
0,13
0,11
0,26 ,0,10
0,15
0.23
0,18
0,07
;
0,22 0.10
0,10.
0,03
1.28- 3,33'
,1,54; •3,30
0.24
0.72
0,26 ,0,70
•
—
0,82
0,88
0,59. >0.09
0,66
0,10
Итого опад древесного полога
!'.';"
Мхи
-
*• • •
:•
-%
'•'
май f
0,46
0,18
0.35
0,26
Октябрь-
'*-
Сентябрь •
•' ; £ , - ' ' ' "
Август ;>,,
* '
Июль
Фракционный состав
Июнь
Т а б л и ц а 2,
Состав и количество опада (в числителе — 1970 г., в знаменателе— 1977 г.)' ,
'S'S"
3,27.-•.
2.21
2,7-1
2,32
6.68 10.86 "
7,48 12,76
4.38' 5.34 '
4,74
5,98
0.46
Г 0,43
6.06 5.00
7,37
6,13
.1,36 '
0.28
0,77 4,1,78
27.35
31,03
0.99,
1,05 '
0.57 ,
2,09
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Существенная роль в формировании подстилки принадле­
жит опаду мохово-кустарничкового ; яруса, на долю которого
приходится 10% общего количества. Он представлен преиму­
щественно мхами — 66,5%. Максимальный удельный вес в
структуре опада имеют зеленые мхи: Pleurozium splendens,
Hylocomium schreberi.
В динамике разложения опада и подстилки в опытах I и II
наблюдались различия, связанные не только с различными
сроками закладки опытов, но главным образом с неодинако­
выми погодными условиями летних териодов 1976 и 1977 пг.
Однако, несмотря на это, пыявлены общие тенденции в ходе
разложения растительных остатков |(табл1. 3). Так, по интен­
сивности 'разложения в обоих опытах в убывающем порядке
следуют: хвоя сосны, листья брусники, хвоя ели, зеленые мхи,
сфагновые ;мхи; ветки. Наиболее значительно уменьшалась
масса у листьев березы. Продолжительность'периода наиболее
активногоразложения изучаемых компонентов опада неоди­
накова.',Наиболее существенно уменьшалась масса листьев
березы в течение лервого года, в дальнейшем темп разложе­
ния резко снизился. Для опада хвойных .пород и листьев брус­
ники этот период еще более длителен—'Соответственно около
1,5 и свыше 2 лет.
'
~
Процесс разложения мхов находится в зависимости от гндротермических условий года. Так, во влажном ,1976 г. мхи
практически не разлагались, напротив, масса мхов, сорван­
ных и иомещенных в мешочки, увеличивалась. В относительно
сухом 1977 г. разложение мхов протекало непрерывно в тече­
ние всего ..теплого периода.
Запасы подстилки в годы наблюдений колебались в преде­
лах 37,9±il,4—42,6±1,3 т/га. Преобладающей фракцией явля­
лась труха — 14,67 т/га, из них 3,09 т/га приходилось на фрак- •
цию с'диаметром частиц < 1 мм. Вторую по содержанию в под­
стилке группу составляли корни древесной и мохово-кустарничковой* растительности—11,70 т/га. Медленно разлага­
ющиеся 'Компоненты опада — ветки, шишки, кора — составля­
ли 8,52 т/га.; На хвою ели, сосны, листья березы, брусники, чер­
ники, мхи приходится лишь 6,20 т/га.
II; Изменение химического состава опада и подстилки
в процессе минерализации
Химический состав различных компонентов опада опреде­
ляется видом растительности. Самое высокое содержание
зольных элементов и азота свойственно листьям березы —
4,49% на сухое вещество. Затем в убывающем порядке следу­
ют: листья черники — 3,83%', сфагновые мхи—3,46, хвоя ели—
3,44, зеленые мхи — 3,28, листья брусники—3,16, хвоя сосны—
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3
Сезонная динамика разложения опада (потеря "массы, % к исходной) '* Опыт 1 (заложен 8 июня 197G г.
Опыт II (заложен 23 августа 1!
*
Компонент опада
р1
1
II/
v
•м
о
'""
£ем ,
f~
Ч>
t-.
1
XI/
J
CN
1
I
£
>
t-
ьы1
оо
t^
1 .
1—Ч
-
CN
CJ.
а
о
>
>
<N
О)
,ct
-"
!>.
1
1,
~
- >
.- о,о
tоо
»
1
00
'1>
,
>
ссо
с-
го
Хвоя ели . . . . . .
. .
.,19,1
25,3
27,2
39,7
44,0
46,2
11,1
17,4
19,2
27,7
28,0
28,8
Хвоя сосны . .•- . . . .
. .
зад
39,1
41,5
48,4
55,6
56,0
16,0' 25,7
32,4
33,9
36,6
38,5
—
—
"—
—
—
'45,3 '50,0
51,5
51,9 ' 52,6
51,8
:
28,0
35,5
Листья березы
—
•
34.0
37,0
38,1
46,4
48,4
53.6
15,1
22.0 ,25,8
Зеленые мхи .
5,1
. 6,4
4,0
8,3
10,2
21,9
16,2
26,8
28,2
' — , 30,8
32,5
Сфагновые мхи
18,0
21,3
,7,6
,15,3
20,0 ,20,2 ,19,0; 20,0
21,3
24;} ! 25.0
26,7
9,4
10.2
13,2
.—
Листья брусники
. . . . .
:
Ветки . . . .* . . '. . .
А,' . . . . ' . ' .
А,*-.
,
t*.
ср
«?
t-
.'... . .
. .':'.' . . . . . .
•w
—.
—
—
—
—
—
—
—
—
—
П р и м е ч а н и е . Данные отсутствуют.
го.о;
'; — •
;
; '—. .П,7
—
11,5
;—
—
• —
,'•—
'—
19,0
23,4
—
—
25,5
•—
—
28,7
19,5
—
•
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2,55. Основными элементами'во' всех компонентах опада явля-:
ются азот и кальций—.60—70%«от.,общей,суммы;
далее^следу:
гот: 'калий —;.14ттт18%;; кремний —46—10, 'магний и фосфор ~
5—7, железо, алюминий; натрий ^0,3—4%.Тлавнейшие орга­
ногены составляют 35,2—46,4%:"^ 5j -.•',
> ; "t., ;.
-Зольные элементы, .высвобождающиеся из разлагающих­
ся растительных остатков;;ччы*условно разделили* на 3 груп­
пы: I "группа.—- элементы, скорость^ вымывания которых зна- *
чнтельно превосходит;скорость.разложения опада;, IIJ-— ско­:
рость выщелачивания приближается; к скорости 'потери раз
лагающейсяр массы; ;Ш;--^ степень "освобождения, элементов.
уступает степени:разложёния ; растительных остатков ..(табл. 4).,
Наиболее^рдвижны'во; всех сравниваемых. компонентахГопада'щелочные элементы.—-Na H.K;,'Mg и Р вовлекаются в био­
логический круговорот'из большинства видов растительных
остатков медленно, Ca, Fe,-Al, Mn — замедленно. '
'В изучаемом-";древостое в подстилку ежегодно поступает,
с опадом около 50 кг зольных элементов и 30 кг азота на '1 га.
Количество зольных/элементов и азота наибольшее в листо­
вом опадс древесной растительности — соответственно около
40 и 26 кг на 1 га. . . ;. . . _ . . . . _ .
, ! . , ' • •
. , -'"
Та бл ица 4
Группировка зольных элементов по скорости их высвобождения
• -• из разлагающихся компонентов опада
. :
Группа
Компоненты опада
''•I
Хвоя сосны
. * . . . " Na. К '
Na, К, Mg.
Листья березы . ., . ' . Na, К, Al
Na, Al, Si
Листья брусники". . .. : Na, К. Mg'
Na, K"
Сфагновые мхи
-,~ Na,, Mg,.K,"P •
Подстилка:
Ло' . . . . . : / • .
.• . :'. Na,"K, Mn • •
Na. К .
Ло",,.
• ' •
. . . . .
...
•
II
III
Si, Mg, P '
P ••' •;Ca, Mg, P
Ca, Mg, P. К
Mn, P , ,
Mg . Fe '
Fe, Л1, Ca, Mn
Fe. Al, Ca, Si
Fe, Si
Fe -Si, Fe, Ca
Si, Л1, Fe, Ca, P
Si, Al, Ca ".
Fe, Mg, P
Fe, Mn ,
Si, Al, Ca ~
Si, Л1, Ca, Mg, P
'
*t
'-, Зольные элементы опада "мохового покрова составляют
около 7 кг |(14%); кустарничков — около 3 >кг на 1 га. В тече­
ние,года в'биологический;круговор6т вовлекается ~ 16 кг золь-*
ных элементов на 1 га;,азотлтрактически не вовлекается в бйокруговорот.При"этом определяющее значение имеет опад бе­
резы ~ 7 кг/га;* или-43,7%^ма1ссы элементов. Затем в убыва­
ющем: порядкегследуют: хвоя\ сосны Л- 36,2%, листья черни­
ки—8,8, хвоя сосны—5,Г, зелёные мхи —3,7, сфагновые мхи—
. 1,5, листья брусники—1,0%;
'
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Зольные элементы высвобождаются из подстилки, изучае­
мого насаждения с меньшей скоростью, чем из опада. Особен~
но 'прочно ею удерживаются органогены Са, Mg" и N.
IIL Влияние различных компонентов опада и условий
их разложения на групповой состав новообразованных
гумусовых веществ
III.1. Динамика разложения растительных остатков
/'Г
'
-и реакция среды
.. В, результате наблюдений за интенсивностью разложения
растительных остатков в лабораторных условиях были выяв­
лены ее максимальные .значения для сена злаковых трав и
листьев'березы (табл. 5). Процесс разложения этих компо­
нентов опада практически начинается с момента закладки
опыта, что, по-видимому, объсняется высоким содержанием
в них легкогидролизуемых соединений. Для хвои ели, листьев
брусники, зеленых.мхов характерна невысокая скорость раз­
ложения, за год 'потери массы у них составили соответственно
40,0; 35,5 к 30,0%.
; iB условиях лабораторного эксперимента процесс разложе­
ния происходит непрерывно в течение всего года. В нолевых
условиях растительные остатки разлагаются лишь в теплый
период года, при сочетании тепла и влаги, обеспечивающих
интенсивную деятельность основных агентов разложения.
Другими словами, период активного распада органических
остатков в естественных условиях крайне ограничен.
' Сравнение скоростей разложения компонентов опада в по­
левом и лабораторном экспериментах показало, что в первом
случае процесс разложения протекал более энергично, чем во
втором. Эти различия, по-видимому, вызваны неодинаковыми
условиями/конкуренции* микроорганизмов за мобильные фор­
мы 'питательных элементов. В лесу опад постоянно поступает
; f ' ;£„"•'"*•'
'
-'"'.'-'-••
Таблица 5
Динамика разложения растительных остатков в лабораторных условиях
Потери массы, % к исходной
Компоненты опада
•jf
л" Хвоя ели . . ..
Хвоя сосны . .
; * Зеленые мхи .
/.' Листья брусники
**" Листья березы .
Злаковые травы
2,0
2,0
2,0
20
2,0
3
дня
30
дней
90
дней
480
дней
3G0
дней
0
0
0
0
5,0
5,0
12.5
12,5
12.5
10,0
22,5
27,5
22,5
27,5
20,0
20.0
37,5
55,0
37,5
47,5
20,0
30,0
55,5
75,0
40.0
50,5
30,0
35,5
68,5
85,0
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
?'• ria "поверхность пбдстйлкн втечение^года, ;что ^способствует
^обогащению ее легкодоступными ?для'гмикроорганизмов эле*.
•' ментами литания. 'Кроме того, измельчение опада 'почвенными,
беспозвоночными благоприятствует усвояемости его микро­
флорой.
• '•."">
.
По мере разложения растительного материала отмечалось
подщелачнвание раствора. Амплитуда колебаний показателей
рН за'год инкубирования хвои ели^и сосны' составила ; соот­
ветственно 1,45 и 1,30,зеленых и сфагновых мхов —1,20 и 1,10,
листьев брусники, березы, и-злаковых трав—: 0,2," 1,60 и 1,70.
•, Динамика, реакции среды,;при разложении[растительного
-ма­
териала'^ естественных условиях имела тот ; же характер; что . • и в'лабораторных,
однако' амплитуда колебаний значений рН
,в толевом-эксперименте для всех видов растительных остат- ков была незначительной.
.
'
•
. Наблюдалась связь между'величиной..кислотности и'ско-• .
ростью разложения растительного материала: чём выше рН,
тем интенсивнее разложение этих компонентов.
/
*'
111.2. Динамика группового состава, гумусовых, веществ,
• образующихся в процессе разложения опада
В лабораторном эксперименте максимальное количество
органических веществ и в их составе «фульвокислот» было из- влечено из свежих .растительных остатков :(рис: 2).>В компостах" последующих • сроков.наблюдений их количество посте: пенно уменьшалось.'при относительно 'постоянном содержа,' нии веществ типа »гуминовых;, кислот. В полевом эксперимен­
те .тенденции снижения}количества «фульвокислот» в расти-; "
' тельных остатках по истечении времени ;не обнаружено.' Со-'
держание же'«туминовых-кислот»; при.некоторых 'колебаниях.
•" было таким .же) как и в компостахлабораторного эксперимен- та. Учитывая также,.что' в 'проточных условиях 'полевого оп'ыта
значительное количество '«фульвокислот» выщелачивало.^ в .
нижележащие горизонты,',.можно"-.сделать.(Предположение,о • более низкой устойчивости к минерализации «фульвокислс-^,• образовавшихся,в* лабораторных условиях. Возможно такя •»«
.что в естественных условиях разложения емкость как гумиф!\;>
цирующейся, так и минерализующейся частй"'растительног.\.
материала была более высокой. В связис этим в каждый учет-,=ный срок обнаруживали более высокое количество извлекае--"
мых органических веществ, а в, их. составе соединений-тина " *
фульвокислот. - ' . ' . '•
- •*•
Самыми'низким отношением Сг.к к Сф.к характеризова" -лись экстракты из свежих образцов. В «процессе гумификации
в течение 'первых шести . месяцев . это отношение постепенно
12•-
/
.
*
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
увеличивалось, а к годичному сроку оно практически стабили­
зировалось.
:
Качественный состав новообразованных гумусовых ве-.- ществ"обусловлен как химическим составом разлгающегося
С субстрата.'так и условиями его гумификации, от которых зави* сят скорость минерализации гумусовых соединений и характер
их закрепления минеральной частью почвы. Кислая среда,
низкие температуры и умеренная или избыточная влажность
органогенного горизонта определяют специфический состав
микрофлоры. В подстилке исследуемой почвы грибная микро­
флора более активна, чем в вариантах
лабораторногос эксперимента. В комиостах
наибольший удель­
ный вес имеют бациллы и желто-пигментные бакте­
рии, характерные для более глубоких этапов разло­
жения, тогда как в, .подстилке доминируют флюоресци­
рующие -бактерии. ;В результате соотношение Ср.к к Q>.K в
компостах значительно шире, чем в подстилке. В естествен­
ных условиях процессы гумификации очень ослаблены и об­
разуются, преимущественно соединения типа фульвокислот,
обладающие высокой миграционной способностью.
'..""
.
Г Общие выводы
Л. В исследуемом средневозрастном сосново-еловом древо­
стое черничного типа в среднем в год поступает 31,5 ц/га ор­
ганических остатков.-Лреобладающей фракцией является онад
древесной растительности; на долю опада кустарничкового и
мохового ярусов приходится >10%. Около 60% опада поступа* ет в зимне-весенний период, около 25%—осенью и 15% летом.
2. Скорость минерализации органических остатков в изу­
чаемом фитоценозе составляет в среднем около 30% в год и
определяется'как видовым их составом, так и условиями раз­
ложения. Низкие температуры почвы, частая переувлажненность, высокая актуальная кислотность обусловливают преоб­
ладание в подстилке мелких почвенных сапрофагов — клещей
и ногохвосток, а среди микроорганизмов—штаммов, вызы­
вающих неглубокие процессы преобразования органических
веществ. Всё это приводит к замедленному разложению лес­
ного опада и образованию на поверхности почвы грубогумусной подстилки.
•3. Запасы подстилки в исследуемой почве колебались в
пределах 37,9±1,4 — 42,6± 1,3 т/га, постепенно уменьшаясь
. с весны до конца лета и значительно возрастая с осени до на­
чала весны. Биологический круговорот веществ сильно затор­
можен ((отношение биомассы подстилки к биомассе опада —
13,4). При отсутствии перегнойно-аккумулятивного горизонта
подстила является специфическим аккумулятором зольных
элементов и азота — их запас в ней составляет ~1040 кг/га.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
'4: По соДержан11ю;|зоЛьныхГ:элеМектов,*и. азота сравни-]"
ваемые компоненты опада можно
расположить'в^следующий/'
. -ряд:-листья • бёрезы>листья ? чёрники>сфапювыё мхи^хвоя;*
: -елн>зеленые мхн>листья брусники >гхвоя сосны.*Для:изучаё:ч.
~ -мого1 фитоценозатхарактерёнкальциево-азотный тип химизма. г
; " - S. Интенсивность.выщелачнваниягза1Ь11ых:.элементов|>со-1
гласуется со скоростью разложения;опада*-'Максимальное в ы ­
свобождение элементов' из; растительных.остатков наблюдает-,.
ся в начальный" лёриод"i(l—-3 месяца).Шакболее быстроэлементы вовлекаются^ биологический круговорот'из листьев бе• резы и-черники, медленнее (всего-т-из хвои ели. >.*: ""-•>», -.-.w"
Среди зольных'элементовК<irNaJвовлекаются в биологи­
ческий круговорот лочти'из^всёх-компонентов опада;ускорен,
но; Mg и R,—медленно;:Са,~А1 и ' F e ^ замедленно. л-' 1*''!
' - 6. Наибольшая роль в обеспечении;исследуемого насажде-* .
. ния элементами 'питания'принадлежит^ опаду .листьев. березы ;?
и хвои сосны.-'Ежегодно-в.'подстилку^они. .возвращают» 12«и>(
18 кг/га зольных элементов,".из которых 43,7 и 36,2%.в.течение :5
года 'переходит в'доступноё*для>растений состояние.-.' , ; ;г.:.г, г -.'
7. Особенности'irpynnoBoro-;состава:. 1ьколичество новооб-^.
разованного гумуса, .связанные c t видом разлагающегося ма'-;>
, териала, в осн6вном!.объясняются,;'различным11 ^темпами ми-1*,
- нерализации растительных.остатков:^'.образующегося гумуса,.;->
а в его составе в первую.очередь"веществ-типа фульвокислот.'?;
.-Существенным '-факторо'м.'й обусловливающим-" соотношение
процессов минерализации ' и гумификации органических .ве­
ществ; является поступление в. разлагающийся материал
свежих растительных-остатков в-виде-летнего опада. .
»
'
,'
' Практические-рекомендации - >-
'4. Для улучшения 'лесорастительных свойств .изученной
почвы можно рекомендовать"
в составе'Хвойных насаждений
примесь березы ,',!(около:150/о"общего'количества :. деревьев). .
При таком«количестве«березы,*с опадом-ее, вгснлу,энергично-.• го разложения*в,биологичёский!круговорот:будет вовлекать­
ся' наибольшее по сравнению с другими компонентами количе-*»
ство зольных:элементой и'азота.*'Опад ее-листьев, 6oraTbfft.;N, Ч*
Р, Са n'Mg, спбсобствуетповышениюих^содержания'В почве s.и благоприятно-сказывается ла'-режимё[питания: ели.и;сЪснь1._,^
•" 2. Исследуемый'древостой;'характеризуется
Л недостатком;.*
1
- азота и калия в листьях'и'хвое,
'чтоявляется
одной;изприч¥нУ|,
!
ч
ограничивающих рост.древесной;ра ститёльности.;Поэтомудля",з
улучшения лесорастительных"'свойств:'почвы' в перспективе;.,
следует'предусмотреть шрименёние/азотно-калийлых ^удобре­
ний: Для установления оптимальных'доз минеральных удобре- •
ний необходима постановка.специальных опытов... •
/14 .'
,
'-' " > - * ' "
'
. . .
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список опубликованных работ
1. Сезонная динамика выщелачивания зольных элементов
из опада в условиях средней тайги (в соавторстве)'—Изв.
ТСХА, 1978, выл. 1.
2. Влияние различных видов опада и условий разложения
на групповой состав гумуса. — Тезисы молод, научн. копфер.
северных филиалов АН СССР, 1979, Сыктывкар.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Объем 1 п. л.
Заказ 1696.
Тираж 100
Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева
, ..'. 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
1 128 Кб
Теги
397
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа