Связь активности почвенных ферментов с агрохимическими характеристиками серых лесных почв в подзоне Южной тайги средней Сибири

СВЯЗЬ АКТИВНОСТИ ПОЧВЕННЫХ ФЕРМЕНТОВ С АГРОХИМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ В ПОДЗОНЕ ЮЖНОЙ ТАЙГИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

Ковылина О.П., Ковылин Н.В.

The agrochemical properties and soil ferments activity of grey forest soils in the south taiga zone of Middle Siberia have been studied. The close correlative connection between agrochemical properties and ferment activity of grey forest soils has been proved.

В почвенном покрове района исследований (подзона южной тайги Средней Сибири) доминирует тип серых лесных почв. Многие исследователи отмечают, что особенностями серых лесных почв этого района являются наличие в их профиле второго гумусового горизонта, а также глубинной глееватости (Будина [1]; Корсунов, Ведрова, Красеха [2]). Эти почвы, как правило, развиваются на бурых остаточно-карбонатных облессованных глинах и суглинках.

Характерной чертой большинства автоморфных почв равнинных ландшафтов являются также признаки поверхностного гидроморфизма Их появление связано с кратковременным весенним и осенним стоянием верховодки на местном водоупоре, в качестве которого выступают иллювиальные или неотта-явшие горизонты (Будина [1]).

Автономные серые лесные почвы подразделяются на подтипы темно -серых, серых и светло-серых почв. Каждый из подтипов подразделяются на роды. Причем родовые признаки обусловлены реликтовыми особенностями почв, в частности наличием или отсутствием второго гумусового горизонта.

Темно-серые лесные почвы формируются на нижних частях склонов и пониженных плоских водораздельных пространствах в зоне (травяных) лесов под сосново-березовыми с примесью пихты и ели древостоев. В напочвенном покрове преобладает обильное лесное разнотравье. Профиль лесной почвы состоит из следующих генетических горизонтов: А0-А1-А1А2-А2Ь-В-С. Горизонт A1 в среднем составляет 18 см, а общая мощность гумусовой части равна 32 см. Горизонт A1 обычно темно -серого цвета, густо пронизан корнями растений и имеет четко выраженную комковато -зернистую структуру. Под ним выделяется элювиальный серо -белесоватый горизонт A1A2 комковато-плитчатой структуры. Затем следует реликтовый второй гумусовый горизонт А2Ь темно-серого с белесоватостью цвета, В - мощный коричневато-бурый иллювиальный горизонт и С - почвообразующая порода.

Описываемые почвы довольно богаты гумусом. В горизонте A1 его содержание в пределах 6-8 %. Следует отметить, что второй гумусовый горизонт аналитически почти не выделяется даже тогда, когда он выражен очень отчетливо морфологически.

Рассматриваемые почвы относятся к глинистым разновидностям (рисунок 1). По распределению илистой фракции профиль серых лесных почв с А2Ь относится к элювиально -иллювиальному типу. Для верхних горизонтов описывае-

мых почв характерно обеднение полуторными окислами и относительное обогащение их кремнеземами. Иллювиальные горизонты обогащены Si2Oз. Незначительное изменение силикатной части почвы по профилю служит некоторым подтверждением тому, что исследуемые почвы не находятся в одном эволюционном ряду с дерново -подзолистыми почвами, хотя, возможно, и были более сильно оподзоленными в прошлом, о чем свидетельствует резкая текстурная дифференциация почвенного профиля, не адекватная современным биоклиматическим условиям.

1 - более 0,05; 2 - 0,05-0,01; 3 - 0,01-0,005; 4 - 0,005-0,001; 5 - < 0,001 мм

Рисунок 1 - Гранулометрический состав темно-серых (А), серых (Б), светло-серых (В) почв

Серые лесные почвы характеризуются высоким уровнем естественного плодородия. Питательный потенциал этих почв достаточен, чтобы обеспечить лесные культуры необходимыми микро - и макроэлементами.

Формирование ферментного потенциала во многом зависит от агрохимических свойств серых лесных почв. Оптимальные значения агрохимических свойств создают благоприятные условия для развития микроорганизмов и растений, следствием чего, естественно, является большее поступление в почву ферментов в соответствии с образованием большей массы и более высокой физиологической активности (Хазиев [4]).

Рассмотрим активность почвенных ферментов на различных участках: в лесных культурах на вырубках, в сосняке разнотравном и в лесном питомнике. Наибольшей активностью почвенных ферментов отличаются участки, расположенные на вырубках с сильно развитым живым напочвенным покровом. Несколько меньше активность почвенных ферментов участков, расположенных под пологом сосняка разнотравного, еще меньше в окультуренных почвах лесного питомника (Махотина [3]). В пределах профиля серых лесных почв на всех участках наивысшая активность ферментов отмечается в верхних горизон-

тах. Так, на глубине 20-30 см активность каталазы и уреазы составляет в среднем 15-30 % от верхних горизонтов. Исключением является пахотный слой лесного питомника, где различия между слоями почв были незначительными.

В верхнем 0-10 см слое была проанализирована связь активности каталазы, уреазы и инвертазы с основными агрохимическими характеристиками серых лесных почв на вырубках при естественных пределах колебаний (таблица 1) их величин путем расчета корреляционных связей между ними. Агрохимические свойства серых лесных почв на вырубках, которые были использованы для расчета корреляционных связей, очень сильно варьируют в связи с неодно -родностью условий для их образования и передвижения.

Таблица 1 - Агрохимические показатели и активность почвенных ферментов на вырубке в верхнем 0-10 см слое серых лесных почв

Показатели Колебание Среднее Коэффициент Точность

значение вариации, % среднего, %

РНсол. 3,9 4- 5,9 4,7 9,6 1,8

Гумус, % 1,4 4 15,9 5,3 70,8 12,9

Азот, общий ОД ч-0,3 0,3 44,4 8,1

Фосфор общий, % ОД -5-0,3 0,2 27,5 5,0

С : N 7,6 4- 20,9 13,2 25,1 4,6

Азот аммиачный,

мг/100 г 16,5 4 57,1 32,5 31,1 5,7

Азот нитратный, мг/100 г 0,3 4 9,5 2,5 98,6 18,3

Азот легкогидроли-зуемый, мг/100 г 66,0 4 224,0 147,6 31,0 5,7

Каталаза, мл/1 г 1,4 4 6,3 3,2 36,4 6,7

Уреаза, мг N - ЯИ3/1

г 0,4 4 6,3 2,2 72,6 13,3

Инвертаза, мг глюкозы/100 г 1,6 4 14,9 5,3 70,8 12,9

Наиболее тесная связь обнаружена между активностью почвенных ферментов и гумусом, прямолинейная коррелятивная связь между активностью почвенных ферментов на вырубках и подвижными соединениями азота, фосфора и калия менее тесная, однако между ними отмечаются высокие корреляционные отношения, что также говорит о наличии связи между этими показателями (таблица 2).

Таблица 2 - Корреляционные связи активности почвенных ферментов с агрохимическими свойствами почвы на лесокультурной площади

Показатели Уреза Каталаза Инвертаза

РНсол. 0,44 0,57 0,48

0,74 0,82 0,81

Гумус 0,69 0,78 0,79

0,85 0,91 0,88

Азот общий 0,62 0,61 0,59

0,78 0,79 0,87

Фосфор общий 0,60 0,54 0,47

0,84 0,86 0,89

С : N 0,17 0,29 0,28

0,68 0,78 0,73

Азот аммиачный, 0,20 0,31 0,12

мг/100 г 0,99 0,99 0,75

Азот нитратный, 0,04 0,03 0,15

мг/100 г 0,65 0,68 0,69

Азот легкогидроли- 0,82 0,79 0,69

зуемый, мг/100 г 0,89 0,95 0,98

Между содержанием нитратов и аммония и активностью ферментов не обнаруживается конкретно выраженной закономерной связи. Связь активности изученных ферментов апроксимируется линейными отношениями (с достоверно высокими коэффициентами прямолинейной корреляции) с генетически устойчивыми характеристиками почв: с содержанием гумуса, общего азота, фосфора, рН.

Серые лесные почвы на ненарушенных участках вырубок характеризуются высоким уровнем естественного плодородия, хорошими свойствами для накопления и проявления активности каталазы, уреазы и инвертазы. Наличие прямолинейных корреляционных связей между активностью почвенных ферментов и основными агрохимическими свойствами серых лесных почв позволяют использовать каталазу, уреазу и инвертазу в качестве диагностических признаков различной степени нарушенности почв на вырубках.

Литература

1. Будина Л.П. Серые лесные длительно-сезонно-мерзлотные почвы со вторым гумусовым горизонтом Красноярского края // Почвоведение. - 1961. - № 12. - С. 29-39.

2. Корсунов В.М., Ведрова Э.Ф., Красеха Е.Н. Почвенный покров таежных ландшафтов Сибири. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. - 168 с.

3. Махотина О.П. Ферментативная активность темно-серых лесных почв // Тез. докл. УШ Всесоюзного съезда почвоведов. - Новосибирск. 1989. - С. 229.

4. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. -М.: Наука, 1982. - 204 с.