Поиск

Микробиологическая активность почв ВПК и содержание доступных форм питательных элементов
30.10.2015

Оценка микробиологической активности проводилась интегральными методами. Метод дыхания почв применялся в модификации Л.O. Kapпaчевского с 10-кратной повторностью. Аппликационные методы определения целлюлозолитической активности почв, суммарного количества свободных аминокислот и белков - нингидринположительных веществ и протеазной активности методом автографии на пластинках применялись по прописи Ю.Г. Гельцера. Срок экспозиции бязи и пластинок составил 3 недели. Протеазная активность на фотоотпечатках учитывалась статистическим методом "точек". Степень разрушенности промежуточных зон разрушения определялась на спектрофотометре СФ-18. Для удобства сопоставления микробиологической активности разных почв используются ее суммарные показатели для элювиальной части профиля.
В возрастных рядах почв ветровальных бугров и западин "Кологривского леса" были проведены определения щелочногидролизного азота, подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову), с расчетом их общих запасов в элювиальной части профиля.
Исследования протеазной активности (ПА) в основном проводились в ельнике кислично-щитовниковом. Они показали сильное повышение в почвах ветровальных бугров и западин протеазной активности минеральных почвенных горизонтов и часто суммарной протеазной активности элювиальной части профиля в целом.
Суммарная протеазная активность почв ветровальных западин может быть близка фоновым значениям, а может их значительно превышать. В почвах ельника кислично-щитовникового суммарная ПА отчетливо дифференцирована по глубине западин: в почвах глубоких западин она слабо отличается от суммарной ПА фоновой почвы и убывает с возрастом: в почвах мелких западин превосходит фоновые значения в 2-2,5 раза и с возрастом увеличивается (см. рис. 24I).

Микробиологическая активность почв ВПК и содержание доступных форм питательных элементов

Суммарная протеазная активность почв ветровальных бугров всегда значительно выше фона. В случае мощных бугров она может с возрастом увеличиваться, в случае мелких - незначительно уменьшается (см. рис. 25I).
Сильное и устойчивое повышение в почвах ветровальных бугров и западин протеазной активности минеральных горизонтов и часто суммарной протеазной активности элювиальной часта профиля свидетельствует о значительно более высокой, чем в фоновых почвах, напряженности микробиологических процессов превращения азотсодержащих органических веществ.
Интенсивность выделения CO2 почвами ветровальных западин и бугров обоих участков исследования во все сроки наблюдения превышает фоновые значения обычно - в 1,3-1,5 раза (рис. 27, 28). Сезонные изменения, как правило, близки фоновой почве (см. рис. 12в, 15в). При этом дыхание почв ветровальных бугров и западин обладает известным своеобразием.
Микробиологическая активность почв ВПК и содержание доступных форм питательных элементов

В почвах западин интенсивность выделения CO2 значительно повышена во всех вариантах ВПК обоих участков. Возрастные различия, кaк правило, несущественны. Сезонные изменения могут резко отличаться от фона в ельнике кислично-щитовниковом, где встречается обратная тенденция нарастания интенсивности - с мая но август. Повышение интенсивности выделения CO2 лучше выражено в почвах мелких западин, где возрастные различия малосущественны. Наиболее сильно оно проявляется в почвах мелких западин ельника-черничника, который характеризуется очень низкой биологической активностью фоновой почвы. В почвах глубоких западин повышение интенсивности выделения CO2 обычно выражено слабее и может с возрастом убывать, как в случае почв ельника кислично-щитовникового (см. рис. 27I, 28I).
В почвах ветровальных бугров интенсивность выделения CO2 характеризуется большим разнообразием, чем в почвах западин. Обычно она бывает незначительно выше в почвах мощных бугров, чем в почвах маломощных бугров (см. рис. 28).
Серьезные различия в интенсивности дыхания почв ветровальных бугров наблюдаются между участками исследования. В почвах бугров ельника-черничника интенсивность выделения CO2 с возрастом увеличивается. В почвах бугров ельника кислично-щитовникового она с возрастом сильно уменьшается.
В целом из анализа интенсивности выделения CO2 следует, что почвы ветровальных западин и бугров существенно отличаются от фоновых почв значительной и устойчивой активизацией почвенной микробиоты и повышенной интенсивностью минерализации органического вещества почвы.
Изменения целлюлозолитической активности (ЦЛА) принципиально различаются в почвах ветровальных западин и бугров.
ЦЛА почв ветровальных западин может быть как значительно выше, так и значительно ниже, чем в фоновых почвах. Наибольшие различия в ЦЛА ветровальных западин наблюдаются между участками исследования: в ельнике-черничнике она в 1,5-2 раза выше фоновой, в ельнике кислично-щитовниковом ниже. Возрастные изменения ЦЛА в почвах ветровальных западин определяются их глубиной: в почвах мелких западин ЦЛА с возрастом увеличивается, в почвах глубоких западин убывает или не изменяется (см. рис. 27I, 28I).
Целлюлозолитическая активность почв всех ветровальных бугров обоих участков исследования во все сроки наблюдения сильно превышает фоновые значения ЦЛА. Как и в случае западин, наибольшие различия в значениях ЦЛА почв ветровальных бугров определяются участками исследования: в ельнике-черничнике они превышают фоновые значения в 3,5 раза, в ельнике кислично-щитовниковом - в 1,5-2,5 раза. Направленность возрастных изменений ЦЛА почв ветровальных бугров определяется их высотой: в почвах маломощных бугров она практически не изменяется, в почвах мощных бугров уменьшается (см. рис. 27II, 28II).
В целом можно заключить, что интенсивность разложения клетчатки и общая скорость разложения растительных остатков, как правило, сильно возрастают в почвах ветровальных бугров и западин, но в западинах на двучленных наносах с тяжелым подстиланием они могут резко падать.
Содержание нингидринположительных веществ (свободных аминокислот и белков) в почвах ветровальных западин и бугров обоих участков исследования выше фонового.
Суммарное содержание нингидринположительных веществ (H+B) в почвах ветровальных западин дифференцировано по глубине западины. В почвах глубоких западин концентрация H+B в отдельных горизонтах значительно выше фоновой, но разница с фоновой почвой по суммарному содержанию H+B в элювиальной части профиля невелика - ввиду малой мощности элювиальной части профиля почв глубоких ветровальных западин. Возрастные изменения суммарного содержания H+B в почвах глубоких западин могут иметь различную направленность - убывать или нарастать, но они незначительны. В почвах мелких западин суммарное содержание H+B сильно увеличивается с возрастом, превышая в старых вывалах фоновые значения в 2-3 раза. Сезонные изменения в почвах ветровальных западин принципиально отличаются от фона: содержание нингидринположительных веществ не убывает, а нарастает в течение вегетационного периода (см. рис. 27I, 28I).
Почвы всех ветровальных бугров характеризуются сильным возрастанием суммарного содержания H+B - в 1,5-5,5 раз. В почвах мощных бугров повышение суммарного содержания H+B отчетливо дифференцировано по участкам исследования (значительно выше в ельнике кислично-щитовниковом) и убывает с возрастом. В почвах маломощных бугров оно слабо различается по участкам исследования и с возрастом незначительно увеличивается (см. рис. 27II, 28II).
В целом можно сделать вывод, что диагностируемая по содержанию нингидринположительных веществ общая интенсивность развития почвенных микроорганизмов обычно резко возрастает в почвах ветровальных бугров и западин.
Вся совокупность результатов четырех проведенных биохимических анализов убедительно доказывает сильную и устойчивую активизацию в почвах ветровальных бугров и западин общей деятельности почвенной микробиоты, а также процессов деструкции и разложения растительных остатков, превращения азотсодержащих органических соединений.
В возрастных рядах почв ветровальных бугров и западин "Кологривского леса" были проведены определения щелочно-гидролизного азота, подвижного фосфора, обменного калия (по Кирсанову), с расчетом их запасов в элювиальной части профиля (рис. 29).
Микробиологическая активность почв ВПК и содержание доступных форм питательных элементов

Содержание и запасы подвижного фосфора в почвах ветрозальных бугров и западин обычно бывают ниже, чем в фоновой почве. В молодых и старых западинах они могут быть несколько выше фоновых значений. С возрастом в почвах и бугров, и западин различия с фоновой почвой уменьшаются.
Содержание обменного калия в почвах ветровальных бугров и западин, как правило, выше фоновых значений. Однако запасы обменного калия в элювиальной части профиля почв западин могут быть и ниже, чем в фоновой почве, вследствие усеченности профиля западин. С возрастом различия с фоном почв ветровальных бугров и западин уменьшаются.
По содержанию и запасу гидролизного азота почвы ветровальных бугров и западин принципиально отличаются. В почвах ветровальных западин содержание и запасы гидролизного азота, как правило, ниже, чем в фоновой почве. В почвах ветровальных бугров они, наоборот, обычно выше.
В целом почвы ветровальных бугров и западин отличаются сильными колебаниями содержания и запасов доступных питательных веществ. Значительное повышение содержания и запасов доступных форм калия и азота в почвах ветровальных бугров способствует активному развитию в них почвенной микробиоты и успешному возобновлению жизнестойкого древостоя, а содержания обменного калия - также процессу иллитизации разбухающих тонкодисперсных минералов.