Разложение сидератов и высвобождение питательных элементов в условиях субарктики, Кольский полуостров

Разложение сидератов и высвобождение питательных элементов в условиях субарктики, Кольский полуостров

Автор: Кашулина Г.М., Чуева Н.В., Литвинова Т.И., Никерова К.М.

Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil

Рубрика: Статьи

Статья в выпуске: 119, 2024 года.

Бесплатный доступ

В полевом эксперименте изучали интенсивность разложения и высвобождения питательных элементов для шести видов растительных остатков - листьев, метелок и соломы овса (Avena sativa), а также целых растений люпина узколистного (Lupinus angustifolius), фацелии пижмолистной (Phacelia tanacetifolia) и вики посевной (Vicia sativa) в пахотном горизонте агроподзола на Кольском полуострове. Образцы в сетчатых капроновых мешочках извлекались по истечении 8, 12 и 24 месяцев экспозиции в почве. В растительных остатках определяли потерю веса, содержание Сорг и Nорг, а также зольных элементов - Si, Al, Fe, K, Ca, Mg, P, S и Mn. Как показали результаты, несмотря на низкие температуры, разложение сидератов в агроподзоле протекало с высокой интенсивностью, сопоставимой с таковой в южной черноземной зоне: после года экспозиции в почве растительные остатки теряли от 47 (солома овса) до 75% (люпин) своего исходного беззольного веса. После двух лет - потери веса достигли 68% у соломы овса и 90% у люпина. Распределение потерь Cорг, Nорг и P между видами растительных остатков и по срокам отбора достоверно (при p≤0.01) коррелировало с распределением потерь веса. Изменения содержания других зольных элементов не зависели от потери веса: в зависимости от вида материала и стадии разложения образцы могли не только терять их (K - все виды; Mn - люпин; S, Ca и Mg - все, кроме соломы и метелок овса), но и накапливать с превышением исходного уровня (Fe - все виды, Mn - все виды, кроме люпина; Ca и Mg - солома и метелки овса). Накопление элеменов выше исходного уровня означает, что транформированные растительные остатки могут удерживать дополнительные количества элементов из почвенного раствора, а нерегулярные смены увеличения и снижения содержания Ca, Mg, S, Fe и Mn свидетельствуют об обратимом характере этого процесса. Благодаря значительным различиям между видами сидератов по химическому составу, скорости и динамике разложения и высвобождения питательных элементов их применение предоставляет большие возможности для управления плодородием почв и интенсивностью круговорота элементов в агроценозах за счет подбора культур.

Еще

Сидераты, углерод, азот, зольные элементы, разложение растительных остатков, агроподзол, кольский полуостров

Короткий адрес: https://sciup.org/143183305

IDR: 143183305   |   DOI: 10.19047/0136-1694-2024-119-30-65

Список литературы Разложение сидератов и высвобождение питательных элементов в условиях субарктики, Кольский полуостров

  • Александрова, Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 288 с.
  • Водяницкий Ю.Н. Оксиды марганца в почвах. М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2005. 95 с.
  • Гришина Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. М.: МГУ, 1986. 244 с.
  • Дедов А.А., Дедов А.В., Несмеянова М.А. Динамика разложения растительных остатков в черноземе типичном и продуктивность культур севооборота // Агрохимия. 2016. № 6. С. 3-8.
  • Довбан К.И. Зеленое удобрение в современном земледелии: вопросы теории и практики. Минск: Белорусская наука, 2009. 404 с.
  • Елсаков Г.В., Горелова А.П., Миронова Р.А. Роль удобрений при возделывании лекарственных культур в Заполярье // Агрохимия. 2001. № 2. С. 40-45.
  • Ильин В.Б. Элементарный химический состав растений. Новосибирск: Наука, 1985. 130 с.
  • Кашулина Г.М., Коробейникова Н.М., Вирачева Л.Л., Чуева Н.В. Агрохимическая характеристика почв коллекционного питомника интродуцированных лекарственных травянистых растений Полярно-альпийского ботанического сада // Агрохимия. 2021. № 9. C. 13-21. https://doi.org/10.31857/S0002188121090076.
  • Кузнецова Т.В., Ходжаева А.К., Семенова Н.А., Иванникова Л.А., Семенов В.М. Минерализационно-иммобилизационная оборачиваемость азота в почве при разной обеспеченности разлагаемым органическим веществом // Агрохимия. 2006. № 6. С. 5-12.
  • Ларионова А.А., Мальцева А.Н., Лопес де Гереню В.О., Квиткина А.К., Быховец C.С., Золотарева Б.Н., Кудеяров В.Н. Влияние температуры и влажности на минерализацию и гумификацию лиственного опада в модельном инкубационном эксперименте // Почвоведение. 2017. № 4. С. 438-448.
  • Ловчиков А.П., Ловчиков В.П., Поздеев Е.А. Биологизация земледелия в ресурсосберегающих технологиях возделывания зерновых культур // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 1(43). https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.43.094.
  • Лошаков В.Г. Зеленое удобрение как фактор повышения плодородия почвы, биологизации и экологизации земледелия // Плодородие. 2018. № 2. С. 26-29.
  • Мальцева А.Н., Золотарева Б.Н., Пинский Д.Л. Трансформация растительных остатков кукурузы в суглинистом и песчаном субстратах // Почвоведение. 2013. № 10. С. 1239-1252.
  • Манаков К.Н. Водная миграция минеральных элементов в северо таежных ландшафтах Кольского полуострова // Почвенные режимы на Полярном Севере. Л.: Наука, 1969. C. 104-117.
  • Переверзев В.Н. Культурное почвообразование на Крайнем Севере. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 1993. 156 с.
  • Переверзев В.Н. Биохимия гумуса и азота почв Кольского полуострова. Л.: Наука, 1987. 303 с.
  • Переверзев В.Н. Лесные почвы Кольского полуострова. М.: Наука, 2004. 232 с.
  • Поповцева А.А. Методическое руководство по ускоренному анализу золы растений. Сыктывкар: Коми филиал АН СССР. 1974. 84 с.
  • Cеменов В.М., Лебедева, Т.Н., Зинякова Н.Б., Хромычкина Д.П., Cоколов Д.А., Лопес де Гереню В.О., Кравченко И.К., Х. Ли, Семенов М.В. Зависимость разложения органического вещества почвы и растительных остатков от температуры и влажности в длительных инкубационных экспериментах // Почвоведение. 2022. № 7. С. 860-875. https://doi.org/10.31857/S0032180X22070085.
  • Семко А.П. Агротермический режим почв лесной зоны Кольского полуострова. Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1982. 142 с.
  • Смирнова О.Г., Кочетов А.В. Клеточная стенка растений и механизмы устойчивости к патогенам // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015. № 19(6). С. 715-723. https://doi.org/10.18699/VJ15.109.
  • Столбовой В.С. Влияние потепления климата на баланс углерода в лесных почвах России // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2022. Вып. 111. С. 5-29. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2022-111-5-29.
  • Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987. 566 с. URL: https://hlebspb.ru/uf/editor/files/Ne.
  • Ушакова Г.И. Скорость высвобождения химических элементов из опада и подстилки в двух типах еловых лесов Кольского полуострова // Почвоведение и агрохимия в Мурманской области. Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1983. С. 16-27.
  • Чуева Н.В., Кашулина Г.М., Коробейникова Н.М. Агрохимические свойства почв коллекционных питомников Полярно-альпийского ботанического сада // Труды Кольского научного центра РАН. Серия Прикладная экология Севера. 2021. Вып. 9. С. 287-291. https://doi.org/10.37614/2307-5252.2021.6.12.9.043.
  • Cornwell W.K., Cornelissen J.H.C., Amatangelo K., Dorrepaal E., Eviner V.T., Godoy O., Hobbie S.E., Hoorens B., Kurokawa H., Pérez-Harguindeguy N., Quested H.M., Santiago L.S., Wardle D.A., Wright I.J., Aerts R., Allison S.D., van Bodegom P., Brovkin V., Chatain A., Callaghan T.V., Díaz S., Garnier E., Gurvich D.E., Kazakou E., Klein J.A., Read J., Reich P.B., Soudzilovskaia N.A., Vaieretti M.V., Westoby M. Plant species traits are the predominant control on litter decomposition rates within biomes worldwide // Ecology Lett. 2008. Vol. 11. P. 1065-1071. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2008.01219.
  • Green manure/cover crops and crop rotation in conservation agriculture on small farms // Integrated Crop management. Rome. 2011. 97 p.
  • Kabata-Pendias A., Mukherjee A.B. Trace Elements from Soil to Human. Springer, Berlin Heidelberg, New York, 2007. 550 p.
  • Markert B. Presence and significance of naturally occurring chemical elements of the periodic system in the plant organism and consequences for future investigations on inorganic environmental chemistry in ecosystems // Vegetatio. 1992. No. 103. P. 1-30.
  • Nelson D.L., Cox M.M. Lehninger. Principles of Biochemistry. Fourth Edition. W.H. Freeman, 2005. 1130 p. URL: https://handoutset.com/wp-content/uploads/2022/03/Lehninger-Principles-of-Biochemistry-Fourth-Edition-by-David-L.-Nelson-Michael-M.-Cox.pdf.
  • Prescott C.E. Litter decomposition: what controls it and how can we alter it to sequester more carbon in forest soils? // Biogeochemistry. 2010. Vol. 101. P. 133-149. https://doi.org/10.1007/s10533-010-9439-0.
  • Zhang D., Hui D., Luo Y., Zhou G. Rates of litter decomposition in terrestrial ecosystems: global patterns and controlling factors // J. Plant Ecology. 2008. Vol. 1. No. 2. P. 85-93. https://doi.org/10.1093/jpe/rtn002.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp