VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Введение. Биологические методы оценки экологического состояния почв дополняют более традиционные оценки физико-химических свойств, так как химические и физико-химические методы исследования не могут охватить все многообразие условий, определяющих экологический статус почв. Сегодня очень остро встает вопрос о рациональном использовании почвенных ресурсов и механизмах управления воспроизводством почвенного плодородия. Такие задачи как воспроизводство плодородия почв, улучшение баланса питательных веществ должны решаться с учетом биологических и климатических особенностей данного ландшафта. В системе почва–микроорганизмы происходят закономерные изменения количества и качества микроорганизмов, направленности и напряженности микробиологических процессов, которые интегративно определяются как микробиологическая сукцессия. Трансформация свежего органического вещества (ОВ) представляет собой сложный многоступенчатый биологический процесс, при котором происходит как разложение так и синтез сложных органических соединений и который протекает с различной скоростью на поверхности почвы. На него влияет комплекс факторов, но основными являются условия микроклимата, увлажнения, аэрации и биохимической активности [2]. Цель работы состояла в том, чтобы установить различия биологической активности почв различного генезиса и хозяйственного использования, используя оценки скорости трансформации различных по химизму видов ОВ в одинаковых условиях среды.

Методика. Эксперимент по трансформации различных типов ОВ проходил в полевых условиях на территории Белгородского р-на Белгородской области (зона типичной лесостепи, 50º 38' с.ш., 36º 26' в.д.). В районе исследования средняя годовая температура воздуха составляет 6,5 °С, среднегодовая сумма атмосферных осадков – 553 мм. Опыт заложен 28.10.2012 г., в последующие три дня отмечены первые атмосферные осадки (обложные дожди). Время экспонирования образцов составило 173 дня при отсутствии растительного покрова. Для унификации гидротермических условий полевой опыт был заложен в одном месте, но в каждую из делянок была перенесена почва из слоя 0-20 см в соответствии с намеченными вариантами: целина, залежь, лесная полоса, эродированная, намытая и новообразованная почва. Глубина закладки образцов ОВ – 10 см. Для формирования гумусового профиля черноземных почв верхний 10-сантиметровый слой имеет большое значение, т.к. размещенные в нем корни являются источником гумуса не только для этого же слоя, но и отчасти для всего почвенного профиля. Почва ниже и выше образцов ОВ характеризовала микробиологическую ситуацию данного варианта. Устойчивые генетические особенности почв устанавливали по их валовому составу, который определяли на ренгенфлуоресцентном анализаторе “Спектроскан МАКС–GV”. Образцы ОВ представляли собой стандартную льняную ткань, а также зеленую фитомассу, подстилку и ветошь ковыля волосатика (Stipacapillata), отобранные на целинном участке. Так как льняная ткань более однородна по химическому составу и разлагается быстрее, чем структурные части злаков, то результаты по ней могут достоверно отражать исходную биологическую активность почвы по вариантам опыта. До закладки массу сухих индивидуальных образцов ОВ (в среднем по 8-9 г) взвешивали на аналитических весах AN200 “AXIS” с точностью до 0,001 г. Затем образцы были помещены в капроновые мешочки, обшитые синтетическими нитками. Повторность 3-кратная.

Характеристика объектов, из которых сформированы варианты полевого опыта:

1. Вариант 1 был отобран у платообразного уступа у днища балки (целина). Растительность представлена пырейной ассоциацией. Почва - смыто-намытая среднесуглинистая. Валовое содержание СаО - 1,31 %; Р₂О₅ - 0,12%; К₂О - 1,61%.

2. Вариант 2 был отобран в бровке балки (прибалочная лесная полоса). Растительность многовидовая – клены остролистный и татарский, вяз, береза. Почва – новообразованная лесная. Валовое содержание СаО - 1,41 %; Р₂О₅ - 0,14%; К₂О - 1,92%.

3. Вариант 3 был отобран в нижней части склона крутизной около 2° (пашня). Растительность представлена озимой пшеницей. Почва – пахотная слабосмытая. Валовое содержание СаО - 0,90 %; Р₂О₅ - 0,16%; К₂О - 1,97%.

4. Вариант 4 был отобран у балочного склона крутизной 15° (целина). Растительность – разнотравная. Почва – среднесмытая среднесуглинистая (мощность гор. А+АВ – 12 см). Валовое содержание СаО - 0,87 %; Р₂О₅ - 0,08%; К₂О - 2,02%.

5. Вариант 5 был отобран на вершине вала “Белгородской засечной черты” (разреженная лесная полоса). Растительность представлена рудеральным разнотравьем. Почва - новообразованная за 365 лет степная почва (при косвенном участии лесной растительности). Валовое содержание СаО - 4,63 %; Р₂О₅ - 0,12%; К₂О - 1,82%.

6. Вариант 6 был отобран на пологом склоне (залежь (20 лет)). Растительность представлена восстановительной сукцессией. Почва – постагрогенная слабосмытая. Валовое содержание СаО - 1,14 %; Р₂О₅ - 0,10%; К₂О - 1,67%.

Результаты и их обсуждение. Биогеохимическую оценку почв проводили по анализу содержания в них питательных элементов растений, в частности соотношения сумм необходимых макроэлементов (Ca, K, Mg, P) и необходимых микроэлементов (Mn, Fe, Ni, Cu, Zn) [2]. Варианты опыта по сумме необходимых макроэлементов располагаются в следующем порядке: 5