ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ВБОЛОТНО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ

Е.М. Лаптева, Г.Я. Елькина, Е.В. Шамрикова, Ж.Н. Козачок

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар

В среднетаежной зоне Республики Коми широко распространены болотно-подзолистые почвы (БПп), которые в комплексе с подзолистыми (Пп) образуют почвенный покров водоразделов.

Морфологически БПп отличаются от Пп наличием мощной двух-, трехслойной оторфованной подстилки, более значительным, чем в автоморфных подзолистых почвах потечно-гумусовым горизонтом A2h, уменьшением мощности элювиального горизонта и существенным оглеением профиля. Эти особенности морфологического строения профиля П61 и П62 обусловлены застойно-инфлюкционным и застойным водным режимом почв за счет латерального, поверхностного и внутрипочвенного стока атмосферной влаги с более высоких элементов рельефа, где залегают подзолистые почвы.

Застойный режим увлажнения обусловил более низкий уровень окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в П61 и П62, особенно ярко выраженный во влажные годы, благодаря сохранению верховодки в течение всего вегетационного периода. В такие годы в потечно-гумусовом горизонте, ниже уровня верховодки, были зафиксированы восстановительные (390 мВ) значения ОВП при средней слабоокислительной обстановке (430-440 мВ). Резкое снижение ОВП в этих горизонтах отмечалось в теплое время года при возрастании микробиологической активности. Однако торфяные органогенные горизонты БПп даже в условиях избытка влаги, благодаря их хорошей водо- и воздухопроницаемости характеризовались интенсивноокислительной обстановкой. В целом уровень ОВП в БПп был более низким, чем в автоморфной Пп. В тоже время при длительной «сухой» погоде окислительно-восстановительные условия в них приближались к Пп.

С характером увлажнения и окислительно-восстановительными условиями тесно связаны жизнедеятельность микробиоты, протекание процессов минерализации, гумификации, торфообразования и торфонакопления. Исследования Ф.М. Хабибуллиной показали, что в почвах болотно-подзолистого ряда (Пп — П61 — П62) по мере усиления степени гидроморфизма наблюдается резкое снижение доли несовершенных грибов. Уменьшение численности и видового состава микромицетов, принимающих активное участие в деструкции растительного опада, сопровождается его накоплением в виде оторфованной лесной подстилки мощностью от 10-15 см (П61) до 25- 30 см (П62) по сравнению с гор. АО типичной Пп (5-7 см).

При разложении растительных остатков в условиях контрастного окислительно-восстановительного режима (АО подзолистой и слой свежего опада 01 болотно-подзолистых почв) образуется значительное количество водорастворимых органических соединений преимущественно неспецифической природы. Их продуцирование резко возрастает во влажные годы (720-820 мгС/100 г), а в сухие доля водорастворимой фракции органического углерода снижается до 300-400 мгС/100 г. Это может быть связано, с одной стороны, с относительным накоплением в органогенных горизонтах водорастворимых органических соединений благодаря резкому замедлению процессов внутрипочвенной нисходящей миграции веществ при застое атмосферной влаги в годы с большим количеством осадков. С другой стороны, возможна активизация минерализации и включения в процессы гумификации водорастворимых соединений микробиотой в годы с благоприятным окислительновосстановительным режимом (интенсивно-окислительная обстановка).

Групповой и фракционный состав органического вещества свидетельствует о значительном влиянии гидроморфизма на протекание процессов гумификации в БПп. Подавление жизнедеятельности микробиоты, накопление слабо- и среднеразложенного растительного материала бедного зольными элементами обусловили образование высокодисперсных, подвижных, «агрессивных» гумусовых веществ, представленных преимущественно фракциями ГК-1 и ФК-1.

В оторфованных горизонтах при переходе от Пп к П61 и П62 наблюдается возрастание суммы гуминовых кислот (ГК) и образование гумуса гумат- но-фульватного типа (Сгк:Сфк=0,62-1,21). Наиболее высокие величины Сгк:Сфк отмечены для горизонтов 02. В оглееном потечно-гумусовом горизонте A2hg болотно-подзолистых почв сохраняется гуматно-фульватный тип гумуса (Сгк:Сфк=0,62-0,80), в нижележащих горизонтах величина Сгк:Сфк сужается до 0,32-0,54.

Изучение препаратов гуминовых кислот, выделенных из генетических горизонтов (02, 03, A2hg, Big) болотно-подзолистых почв, показало, что наиболее обуглерожены ГК, выделенные из хорошо разложенного горизонта 03. Содержание С в них составляет 61,0%. Они же характеризуются максимальной степенью бензоидности (59,7%). В горизонтах 02 и A2hg степень бензоидности значительно меньше и составляет соответственно 30,4 и 28,0%, что указывает на менее выраженный характер ароматичности молекул ГК этих горизонтов и на увеличение в них доли периферической части с кислородсодержащими функциональными группами. Об этом свидетельствует расширение соотношения 0:С в ГК горизонтов 02 (0,52) и A2hg (0,46) по сравнению с горизонтом 03 (0,34).

По всей видимости, более выраженная гуматность гумуса органогенных горизонтов БПп и, в первую очередь, горизонта 02 связана не столько с интенсификацией процессов гумификации в торфяных горизонтах при активизации жизнедеятельности микрофлоры в условиях умеренно-окислительной обстановки («сухие» годы), сколько с недостатками метода анализа и возможной «искусственной гумификацией» полуразложенных растительных остатков при обработке образцов кислотами и щелочами в ходе фракционно-группового анализа.

Формирование органопрофиля БПп в условиях среднетаежной зоны определяется в первую очередь степенью гидроморфизма, которая оказывает непосредственное влияние на окислительно-восстановительный режим изу- ненных почв, жизнедеятельность микробиоты и процессы минерализации и гумификации почвенного органического вещества. С характером увлажнения и окислительными условиями тесно связан тип биоценоза. На авто- морфной подзолистой и на подзолистой поверхностно-глееватой почве про- израстает осиново-березово-еловый лес чернично-бруснично-зеленомопшый на подзолистой и чернично-зеленомошный на более увлажненной подзолистой поверхностно-глееватой почве. В древостое на торфянисто-подзолисто- глееватой почве и торфяно-подзолисто-глеевой присутствуют ель и береза, в напочвенном покрове преобладают сфагнум и кукушкин лен.