Поступление растительных остатков и биологическая активность почв

В естественных условиях основная масса органического вещества, поступающего в почву, представлена опадом надземных органов растений и отмирающими корнями. Некоторая часть свежего негу- мифицированного органического вещества представляет собой корневые выделения, количественный учет которых затруднен.

О размерах биомассы растений, ежегодно попадающей в почву в разных зонах Кольского полуострова, можно судить по данным, приведенным в табл. 32. Поступление растительных остатков и содержащихся в них азотистых веществ закономерно увеличивается от почв тундры к почвам лесной зоны. В пределах каждой подзоны размер биомассы, поступающей в почву, сильно колеблется в зависимости от характера растительности, гидрологических условий местности, а количество азота - еще и от обогащенности им растительных остатков; последняя также может сильно изменяться в зависимости от экологических условий произрастания растений. Количество растительных остатков, попадающих в почву в посевах сельскохозяйственных культур, также заметно варьирует, оно зависит от уровня агротехники и условий уборки растений. Значительная часть растительных остатков здесь представлена корневыми системами полностью Отмирающих однолетних растений (гороха и овса) и частично отмирающих корней многолетних трав - костра и тимофеевки. Как видно из приведенных данных, поступление азота в составе растительных остатков в агрофитоценозах составляет значительные величины (до 70-80 кг/га). В естественных фитоценозах поступление азота в почву с ежегодным опадом значительно меньшее, хотя опад здесь не уступает по количеству растительным остаткам, поступающим в почву в агрофитоценозах. Это свидетельствует о большей обогащенности азотом опада культурных растений по сравнению с опадом естественной растительности.

Интенсивность минерализации и гумификации растительных остатков зависит от гидротермических условий. Эти процессы в различных зонах протекают с разной скоростью, количество и состав об-

Величина поступления растительных остатков и азота в почву разных фитоценозов Кольского полуострова

Естественные фитоценозы

разующихся гумусовых веществ могут быть неодинаковыми.

Ведущая роль в процессах трансформации растительных остатков в почве принадлежит почвенным микроорганизмам, отдельные группы которых осуществляют разложение различных органических веществ, входящих в состав остатков, и участвуют в синтезе специфических соединений, в том числе и гумусовых кислот. Биогенность

северных почв, как показали многочисленные исследования (Ройзин, 1969; Сгенина, 1970; Чайка, 1972), значительно уступает био- генности почв более южных регионов. Тем не менее даже в арктической тундре обнаруживается достаточно большое количество бактерий, хотя и значительно меньшее, чем в подзоне типичной тундры (Паринкина, 1979). Грибная флора в почвах арктических тундр развита слабо и не играет существенной роли в процессах превращения органических веществ.

Характерной чертой северных почв, в особенности почв тундровой зоны, является сравнительно небольшая мощность профиля, более или менее обильно населенного микроорганизмами (Жукова,

1956; Рыбалкина, 1957; Ройзин, 1969; Стенина, 1970, 1974; Чайка, 1972). Это обусловлено не только гидротермическими факторами (неглубоким проникновением положительных температур), но и характером распределения по почвенному профилю органического вещества.

В окультуренных почвах создаются более благоприятные условия для развития микроорганизмов, поскольку они лучше прогреваются и увлажняются; при освоении происходит обогащение их питательными элементами и органическим веществом, устраняется вредная для микроорганизмов избыточная кислотность. Р.А. Жукова (1958), изучавшая численность микроорганизмов в целинной и освоенной подзолистых почвах, выявила сущестенное увеличение количества аммонифицирующих, нитрифицирующих и целлюлозоразлагающих бактерий под влиянием окультуривания. Наиболее резко стимулирует микробиологическую деятельность внесение навоза, богатого как микрофлорой, так и свежим органическим веществом, которое используется микроорганизмами в качестве питательного и энергетического материала.

Таким образом, как в целинных, так и в окультуренных почвах в верхней части профиля создаются условия, достаточно благоприятные для развития минерализационных процессов. В целинных почвах эти процессы локализованы преимущественно в самом поверхностном слое, который в минеральных почвах представляет собой горизонт лесной подстилки или дернину в торфяных. В окультуренных почвах, подвергающихся периодическим обработкам, минерализация растительных остатков протекает во всей толще пахотного горизонта, хотя интенсивность ее на разных глубинах, по—видимому, неодинакова.

Наиболее достоверные данные по разложению растительных остатков в почве можно получить путем постановки специальных опытов, в которых определенная навеска растительного материала помещается на некоторую глубину с таким расчетом, чтобы по истечении периода экспозиции можно было учесть массу оставшегося после разложения образца и его химический состав. В наших исследованиях мы использовали для этой цели мешочки из стеклоткани размером 15x15 см. После наполнения мешочков растительными остатками (как правило, высушенными до воздушно-сухого состояния) их закладывали в почву на глубину 15 см. После определенной экспозиции мешочки вынимали из почвы, содержимое количественно извлекали и высушивали. Все расчеты проводили на абсолютно сухое вещество.