О балансе кальция в травяных экосистемах Терско-Кумской низменности Прикаспия

О балансе кальция в травяных экосистемах Терско-Кумской низменности Прикаспия

Автор: Гасанов Г.Н., Асварова Т.А., Гаджиев К.М., Баширов Р.Р., Ахмедова З.Н., Абдулаева А.С., Салихов Ш.К., Рамазанова Н.И., Гимбатов А.Ш., Мусаев М.Р., Магомедов Н.Р., Усманов Р.З.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Элементология

Статья в выпуске: 3 т.55, 2020 года.

Бесплатный доступ

Терско-Кумская низменность занимает Северо-Западную часть Прикаспийской низменности. Почвенно-растительный покров территории определяется аридностью климата с частыми ветрами, наличием легких по гранулометрическому составу и засоленных почв, высокой пастбищной нагрузкой. В настоящем исследовании впервые дифференцированно определены продуктивность пастбищ Терско-Кумской низменности по структуре фитомассы (фотосинтезирующая масса, ветошь, степной войлок, корни), содержание и запасы кальция в благоприятный (апрель) и засушливый (август) периоды по сезонам года, рассчитан баланс Са в фитоценозах основных типов почв. Целью работы было определение объемов накопления, распределения и запасов кальция в структуре фитомассы для основных типов почв Терско-Кумской низменности. Исследования проводили на Кочубейской биосферной станции Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН в 2011-2016 годах. Объектами исследований были травяные фитоценозы на светло-каштановой и лугово-каштановой почвах и солончаке типичном автоморфном. Учет накопления растительного вещества за единицу времени на единице площади, содержания Са по элементам структуры (зеленая масса, ветошь, степной войлок, корни), а также расчет баланса Са в экосистемах выполняли по А.А. Титляновой с соавт. (1988). Содержание Са в растениях определяли при помощи системы капиллярного электрофореза Капель-105М («Люмэкс», Россия) со специализированным программным обеспечением Эльфоран («Люмэкс», Россия). Показано, что наибольшее количество фитомассы накапливалось на светло-каштановой почве. На лугово-каштановой почве фотосинтезирующей массы, ветоши, степного войлока и корней накапливалось меньше соответственно в 2,3, 1,5, 2,3 и 2,2 раза; на солончаке типичном - в 2,6, 1,7, 2,5 и 2,7 раза, чем на светло-каштановой. Возможно, это связано со снижением проективного покрытия с 77,0 % на светло-каштановой почве до 48,5 % на лугово-каштановой и 43,5 % на солончаке. В видовом составе фитоценозов на светло-каштановой почве преобладали представители Poaceae (51 %), на лугово-каштановой - Asteraceae (30 %), на солончаке типичном - также Asteraceae (17 %). Масса корней на лугово-каштановой почве и солончаке типичном была в 2,2 и 2,9 раза меньше, чем на светло-каштановой почве. Их доля в суммарном урожае фитомассы по типам почв колебалась от 85,0 до 87,2 %. В зеленой фитомассе содержание Са по сезонам года и типам почв находилось в пределах 0,40-0,48 %, в ветоши - 0,50-054, в войлоке - 1,00-1,31, в подземных органах - 1,14-1,38 %. По типам почв оно снижалось в ряду светло-каштановая > лугово-каштановая > со-лончак в связи с динамикой рН (8,6 > 8,2 > 8,0), увеличением степени засоления и смещением химизма засоления от сульфатного типа в сторону сульфатно-хлоридного. Запасы Са в надземной массе фитоценоза за вегетационный период на светло-каштановой почве составляли 2,32 кг/га·в год и превышали аналогичные показатели на лугово-каштановой почве и солончаке типичном соответственно в 2,7 и 3,1 раза. Его запасы в корневой массе по всем типам почв были больше, чем в надземной, в 12,6 раза. Из потребленного из почвы Са при разложении степного войлока обратно в светло-каштановую почву возвращалось 42,0 %, подземных органов - 58,0 %; в лугово-каштановую почву - соответственно 36,0 и 64,0 %; в солончак типичный - 1,1- и 2,3-кратное количество. Выявлено, что различие в динамике накопления Са в структуре фитомассы полупустынных фитоценозов (фотосинтезирующая масса, ветошь, степной войлок, корни) зависит от видового состава, типа почвы и сезона года.

Еще

Фитоценоз, накопление фитомассы, транслокация растительного вещества, концентрация ca, запасы ca, бюджет кальция

Короткий адрес: https://sciup.org/142226321

IDR: 142226321   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2020.3.597rus

Список литературы О балансе кальция в травяных экосистемах Терско-Кумской низменности Прикаспия

  • Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М.-Р., Аджиев А.М., Муфараджев К.Г. Почвы Дагестана. Экологические аспекты их рационального использования. Махачкала, 2008.
  • Усманов Р.З., Осипова С.В., Джалалова М.И., Бабаева М.А. Использование методов фитомелиорации на деградированных пастбищах Терско-Кумской низменности. Юг России: экология, развитие, 2008, 3(3): 109-111.
  • Загидова Р.М., Бийболатова З.Д., Асгерова Д.Б., Абдурашидова П.А. Экология смен в растительных группировках Терско-Кумской и Терско-Сулакской низменностей. Вестник Дагестанского государственного университета, 2015, 30(1): 60-65.
  • Гиреев Г.И., Луганова С.Г., Салихов Ш.К. Приоритетные макроэлементы в растительности пастбищ регионов Дагестана. Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки, 2013, 18(3): 767-770.
  • Santiago LS., Schuur EA., Silvera K. Nutrient cycling and plant-soil feedbacks along a precipitation gradient in lowland Panama. Journal of Tropical Ecology, 2005, 21(4): 461-470 ( ). DOI: 10.1017/s0266467405002464
  • Dijkstraa F.A., Heb M., Johansenc M.P., Harrisonc J.J., Keitel C. Plant and microbial uptake of nitrogen and phosphorus affected by drought using 15N and 32P tracers. Soil Biology and Biochemistry, 2015, 82: 135-142 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.soilbio.2014.12.021
  • Титлянова А.А., Базилевич Н.И., Снытко В.А., Дубынина С.С., Копотева Т.А., Магомедова Л.Н., Миронычева-Токарева Н.П., Нефедьева Л.Г., Семенюк Н.В., Тишков А.А., Ти Тран, Хакимзянова Ф.И., Шатохина Н.Г., Шмакова Е.И. Биологическая продуктивность травяных экосистем. Географические закономерности и экологические особенности /Под ред. В.Б. Ильиной. Новосибирск, 1988: 109-127.
  • Комарова Н.В., Каменцев Я.С. Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза "КАПЕЛЬ". СПб, 2006.
  • Муртазалиев Р.А. Конспект флоры Дагестана /Под ред. Р.В. Камелина. Махачкала, 2009.
  • Титлянова А.А. Бюджет элементов питания в экосистемах. Почвоведение, 2007, 12: 1422-1429.
  • Гасанов Г.Н., Асварова Т.А., Гаджиев К.М., Ахмедова З.Н., Абдулаева А.С., Баширов Р.Р., Арсланов М.А. Состояние и приемы восстановления продуктивности растительного покрова Терско-Кумской полупустыни. Известия Самарского научного центра РАН, 2016, 18(2): 59-64.
  • Курбатская С.С. Изменение структуры и запаса растительного вещества на мониторинговых участках степных экосистем. Новые исследования Тувы, 2009, 4: 209-224.
  • Титлянова А.А., Самбуу А.Д. Детерминированность и синхронность залежной сукцессии в степях Тувы. Известия РАН. Серия биологическая, 2014, 6: 621-630.
  • Тютюма Н.В., Булахтина Г.К. Проблема опустынивания аридной зоны Астраханской области в условиях изменения климата и повышенного антропогенного воздействия. Труды института геологии Дагестанского научного центра РАН, 2016, 1: 68-72.
  • Saffariha M., Azarnivand H., Tavili A. Effects of grazed exclosure on some of nutrient elements of aerial and underground organs of Artemisia sieberi, Stipa hohenacheriana and Salsola rigida. International Journal of Agronomy and Agricultural Research, 2014, 4(2): 62-70.
  • Zuo X.A., Knops J.M.H., Zhao X.Y., Zhao H.L., Li Y.Q., Guo Y.R. A positive correlation between plant diversity and productivity is indirectly caused by environmental factors driving spatial pattern of vegetation composition in semiarid sandy grassland. Biogeosciences Discussions, 2011, 8: 1795-1801.
  • Marschner's mineral nutrition of higher plants. 3rd edition /P. Marschner (ed.). Amsterdam, Netherlands, Elsevier/Academic Press, 2011 ( ).
  • DOI: 10.1017/s001447971100130x
  • Shen J., Yuan L., Zhang J., Bai Z., Chen X., Zhang W., Zhang F. Phosphorus dynamics: from soil to plant. Plant Physiology, 2011, 156(3): 997-1005 ( ).
  • DOI: 10.1104/pp.111.175232
  • Khan M.N., Siddiqui M.H., Mohammad F., Naeem M. Interactive role of nitric oxide and calcium chloride in enhancing tolerance to salt stress. nitric oxide, 2012, 27(4): 210-218 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.niox.2012.07.005
  • Hadi M.R., Karimi N. The role of calcium in plants' salt tolerance. Journal оf Plant Nutrition, 2012, 35(13): 2037-2054 ( ).
  • DOI: 10.1080/01904167.2012.717158
  • Manishankar P., Wang N., Köster P., Alatar A., Kudla J. Calcium signaling during salt stress and in the regulation of ion homeostasis. Journal of Experimental Botany, 69(17): 4215-4226 ( ).
  • DOI: 10.1093/jxb/ery201
  • Tan W., Meng Q.W., Brestic M., Olsovska K., Yang X. Photosynthesis is improved by exogenous calcium in heat-stressed tobacco plants. Journal of Plant Physiology, 2011, 168(17): 2063-2071 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.jplph.2011.06.009
  • Huang D., Gong X., Liu Y., Zeng G., Lai C., Bashir H., Zhou L., Wang D., Xu P., Cheng M., Wan J. Effects of calcium at toxic concentrations of cadmium in plants. Planta, 2017, 245(5): 863-873 ( ).
  • DOI: 10.1007/s00425-017-2664-1
  • Zhang T., Yang J., Sun Y., Kang Y., Yang J., Qi Z. Calcium deprivation enhances non-selective fluid-phase endocytosis and modifies membrane lipid profiles in Arabidopsis roots. Journal of Plant Physiology, 2018, 226: 22-30 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.jplph.2018.04.002
  • González-Fontes A., Navarro-Gochicoa M.T., Ceacero C.J., Herrera-Rodríguez M.B., Camacho-Cristóbal J.J., Rexach J. Chapter 9 - Understanding calcium transport and signaling, and its use efficiency in vascular plants. In: Plant macronutrient use efficiency. Molecular and genomic perspectives in crop plants /M.A. Hossain, T. Kamiya, D.J. Burritt, L.-S.P. Tran, T. Fujiwara (eds.). Academic Press, 2017: 165-180 ( ).
  • DOI: 10.1016/B978-0-12-811308-0.00009-0
  • Krämer U., Talke I.N., Hanikenne M. Transition metal transport. FEBS Letters, 2007, 581(12): 2263-2272 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2007.04.010
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp