Связь между физико-химическими и биологическими показателями лугово-коричневых почв

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Климатические условия определяют характер протекающих в почвах биологических реакций и, в частности, оказывают влияние на интенсивность биохимических, микробиологических, ферментативных процессов, на образование сложных органоминеральных комплексов. Важное значение при этом имеет исследование не только конкретных биологических процессов, но и выяснения закономерных связей между биологическими и физико-химическими показателями почвы [ 1 ] .

Такой подход можно рассматривать как основу сравнительно-экологического анализа формирующихся связей в почвах с луговым процессом почвообразования. Существенную значимость имеет также теоретический анализ биологических процессов, приведенный в работах ряда исследователей [1–4, 11, 12].

Результаты таких исследований имеют важную значимость для глубокой оценки взаимосвязей между почвой и населяющих ее живыми организмами [ 2, 3 ] .

Изучение особенностей сезонных фаз биологических процессов, в их тесной взаимосвязи с абиотическими факторами позволит изучить особенности почвообразования, их развитие в региональных эко-климатических условиях. Поэтому, для решения многих задач, связанных с генезисом, классификаций и диагностикой почв важное значение имеет приведение биотестирования изучаемых почв [ 3 ] .

В контексте этих суждений целью исследования стало изучение взаимосвязей между некоторыми физико-химическими и биологическими показателями на примере луговокоричневых почв в северной части Ленкоранской области. Учитывая, что взаимоотношения между живыми организмами и абиотическими факторами окружающей среды имеют эволюционный характер, целесообразным следует обратить особое внимание на эту актуальную проблему на примере лугово-коричневых почв.

Объекты и методы исследований

Исследования проводились на лугово-коричневых почвах (Джалилабад) умеренносухих субтропиков, развивающихся под мезофильной травянистой растительностью. Характерным диагностическим признаком этих почв является образование дернового слоя, а также приуроченность их к поверхностному и грунтовому увлажнению. В качестве объектов исследования были выбраны целинные биотопы под естественной травянистой растительностью.

Почвенные пробы отбирались послойно с 0–10 см; 10–20 см; 20–30 см глубины. Отобранные пробы подготавливались для физико-химических анализов [ 4 ] .

Полученные результаты сопоставлялись с показателями, имеющимися литературных источниках методом графического анализа.

Обсуждение результатов

Климат района распространения лугово-коричневых почв характеризуется умереннотеплой увлажненной зимой и жарким сухим летом. Годовое количество выпадающих атмосферных осадков составляет 400–700 мм, при среднегодовой температуре воздуха 12– 14,5–23 °С. При таких благоприятных экологических условиях биологические процессы проходят при оптимальном гидротермическом режиме умеренном увлажнении 10,1–24,9% и температуре 18–22 °С.

Активные биологические процессы происходят в весенне-осенний период. В это время отмечается максимальная концентрация СО 2 в почвенном воздухе — 6,0–10,5%, минимальное количество накапливается в летнее время — 0,25-0,38% [ 5, 6 ] .

Анализ почвенных проб показал, что в верхних горизонтах почва имеет слабощелочную (рН 7,2–7,6), а в более нижних — выраженную щелочную (рН 7,7–8,1) реакцию. Определение состава гумусового вещества выявило гуматный фульватно-гуматный тип гумуса.

Визуальный осмотр почвенного разреза показал наличие в средней части профиля (30– 35 см) выраженного серовато-коричневого слоя, а также заметную оглеенность и уплотненность этого горизонта.

Полученные результаты полностью согласуются с классическими трудами почвоведов, которые занимались изучением морфо-диагностических и физико-химических свойств почв и рассмотрением луговых процессов почвообразования [ 7-9 ] .

Наличие в лугово-коричневых почвах глинистого материала (45–48%), доказывает, что эти почвы имеют тяжелый механический состав, а также выраженную емкость поглощения 25–32 мг/экв. на 100 г почвы [12].

Формирование гумусовых веществ в лугово-коричневых почвах происходит при активном участии грунтовых вод и деятельностью биологических агентов почвообразования. Образующиеся гумусовые вещества способны проникать в глубь почвы и в горизонте «В 1 » перемешиваясь с глинистым материалом создают глинисто-гумусовые формы органического вещества [ 5, 6, 8 ] . Поэтому, существенную значимость приобретает уточнения взаимосвязей некоторых физических параметров с биологическими показателями — гумусом, численностью микроорганизмов. Учитывая, что эти почвы имеют высокую емкость поглощения, при анализе графически была показана взаимосвязь между количеством микроорганизмов и содержанием гумуса (Рисунки 1–2).

Условные обозначения:

• • ; х; + — лугово-коричневая

0 — сероземно-луговая

Рисунок 1. Взаимосвязь между емкостью поглощения и содержанием гумуса в некоторых луговых почвах [4, 7, 8, 11]

Условные обозначения:

• ; х — С. А. Алиев [ 1 ]

+ — В. Т. Мамедзаде [ 10 ]

Рисунок 2. Взаимосвязь между количеством микроорганизмов и рН почвенной среды изучаемых почв

Как видно из Рисунка 1 эта взаимосвязь достаточно высокая. По мере увеличения емкости поглощения отмечается постепенное изменение количественных показателей гумуса. Реакция почвенной среды, как было определено — слабощелочная и близка к щелочной и мало изменяется по профилю. Аналогичным образом проследив за взаимосвязью между реакцией почвенной среды (pH) и количеством микроорганизмов можно обнаружить наиболее приемлемые участки для микробиологических процессов. Было установлено, что благоприятный средой для развития микроорганизмов является нейтральная (рН 7,0–7,2) и слабощелочная (рН 7,2–7,6) среда (Рисунок 2).

С целью более детального графического анализа этих связей были использованы данные и по другим луговым почвам (Рисунок 2).

Выводы

• 1.    Установлена тесная взаимосвязь между емкостью поглощения и содержанием гумуса в почвах с луговым типом почвообразования.

• 2.    При нейтральной (рН 7,0–7,1) и слабощелочной (рН 7,2–7,6) среде в почве наблюдается наибольшая активность микроорганизмов, что способствует лучшей гумификации почвы.