Влияние фитоценоза на эмиссию диоксида углерода черноземом обыкновенным в Каменной степи

Влияние фитоценоза на эмиссию диоксида углерода черноземом обыкновенным в Каменной степи

Т.А. Девятова, А.А. Авксентьев, Воронежский государственный университет, Россия 

Одной из основных экологических функции почв является регулирование газового режима. В почве осуществляется процесс аккумуляции, разложения органического вещества, замыкаются природные круговороты основных биогенных элементов и, прежде всего углерода. Ключевые слова: эмиссия диоксида углерода, чернозем обыкновенный, ценоз, растительность, ферментативная активность.

Цель нашей работы – оценить интенсивность эмиссии диоксида углерода черноземом обыкновенным в Каменной степи.

Образцы почвы отбирались на опытных полях НИИ СХ ЦЧП им. В.В. Докучаева (Каменная степь, Воронежская область).

Для исследования использовали варианты чернозема обыкновенного, находящегося под залежью некосимой, залежью косимой, пашней более 15 лет и пашней более 80 лет. Чернозем обыкновенный относится к тяжелосуглинистойй среднемощной среднегумусной на карбонатном лессовидном суглинке почве. Содержание гумуса в слое 0-40 см колеблется от 8, 7% в залежи некосимой, 8, 1% – в залежи косимой до 6, 1 – в 15 летней пашне, 5, 8 – в 80 летней пашне. рН водной в среднем составляет 6, 9.

Образцы почвы отбирали с глубины 0-20 см, просеивали через сито с диаметром ячеек 3 мм, освобождали от корней и крупных растительных остатков, хранили при естественной влажности в холодильнике (10 °С) до использования в эксперименте.

Эксперименты проводили в почвенной навеске массой 2 г (в трехкратной повторности) помещали в пенициллиновые флаконы объемом 15 мл. Инкубировали в течении 24 часов, после чего отбирали газовые пробы с помощью шприца для анализа газовой фазы на содержание диоксида углерода.

Концентрации выделившегося парникового газа определяли на газовом хроматографе CHROME 5. Объем газовой пробы составлял обычно 1 см3.

Как показали результаты наших исследований, эмиссия парниковых газов зависит от типа ценоза (рис.). Так, в черноземе обыкновенном максимальное количество диоксида углерода наблюдалось под естественным ценозом (залежь некосимая).

Длительное использование почвы в пашне приводит к ухудшению физико-химических свойств почвы – обеднению ее доступными для растений элементами питания и, как следствие, снижению микробиологической активности почвы (таблица 1).

Одним из факторов определяющих интенсивность эмиссии парниковых газов можно назвать растительность. Даже среди естественных ценозов наблюдаются различные объемы эмиссии СО2. Так, в залежи некосимой дернина менее выражена, чем в залежи косимой, и, как следствие, выделение диоксида углерода меньше. Кроме того растительная биомасса на косимом участке более доступна для микроорганизмов, чем на некосимой залежи. Это подтверждается анализом фондовых материалов по ферментативной активности чернозема обыкновенного в Каменной степи (таблица 2) [6].

Таким образом, выделение диоксида углерода в пределах одного типа почвы различается в зависимости от фитоценоза. Интенсивность эмиссии диоксида углерода зависит от многих факторов, одним их которых является растительный покров, непосредственно регулирующий микробную биомассу и все иные микробиологические процессы, происходящие в почве.

Полученные данные свидетельствуют о том, что перевод пахотных почв в залежи, имеющий место во многих регионах РФ в последние десятилетия, может сопровождаться увеличением эмиссии СО2 в атмосферу.







Список литературы

1. Бабьева И.П. Биология почв / И.П. Бабьева, Г.М. Зенова. – М.: Изд-во МГУ, 1983. – 250 с. 

2. Благодатская Е.В. Характеристика состояния микробного сообщества почв по величине метаболического коэффициента / Е.В. Благодатская, Н.В. Виноградский // Микробиология почв / Н.В. Виноградский. – М.: Наука, 1952.

3. Добровольский Г.В. Структурно-функциональная роль почвы в устойчивости наземных экосистем / Г.В. Добровольский // Экология и почвы. – Пущино: ОНТИ, 1998. – Т. 1. – С. 9-15.

4. Заварзин Г.Я. Почва как главный источник и резервуар органического углерода на территории России / Г.Я. Заварзин, В.Н. Кудеяров // Вестник РАН. – 2006. – Т. 76, №1. – С. 4-24.

5. Звягинцев Д.Г. Биология почв / Д.Г. Звягинцев, И.П. Баьева, Г.М. Зенова. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 445 с.

6. Крамарева Т.Н. Ферментативная активность почв при различных антропогенных воздействиях / Т.Н. Крамарева: дис. к.б.н. – Воронеж, 2003. – 163 с. 7. Курганова И.Н. Эмисиия и баланс диоксида углерода в наземных экосистемах: автореф. ... д-ра биол. наук / И.Н. Курганова. – М., 2010. – 50 с.

8. Ларионова А.А. Дыхание корней и его вклад в эмиссию СО2 из почвы / А.А. Ларионова [и др.] // Почвоведение. – 2003. – №2. – С. 183-194.